Synthetische Zelle teilt sich und kopiert ihre eigene DNA
Wissenschaftler haben eine künstliche Zelle konstruiert, die sich teilen und ihre DNA kopieren kann. Ob sie als wirklich lebendig gilt, ist umstritten – doch die Implikationen für Biologie und Medizin sind weitreichend.
Ein Team um Kate Adamala von der University of Minnesota hat winzige Lipidbläschen – sogenannte Liposomen (Vesikel aus Fettmolekülen) – mit zirkulärer DNA befüllt. Diese künstlichen Zellen können sich teilen und ihre genetische Information an neue Generationen weitergeben. Nach fünf Generationen enthielten noch dreißig Prozent der Bläschen die ursprüngliche DNA.
Was die Zelle kann – und was nicht
Die synthetischen Zellen sind chemisch vollständig definiert: Es gibt keine unbekannten Bestandteile. Damit unterscheiden sie sich grundlegend von jeder bekannten biologischen Zelle, sind aber auch als Forschungswerkzeug von einzigartigem Wert. Die Forscher betonten, dass die Systeme mit einem bestimmten Enzym versorgt werden müssen und dass dieses selbst in anderen Liposomen verpackt sein muss. Vollständig autark sind sie damit nicht.
Ob diese Strukturen als „lebendig" gelten können, ist in der Wissenschaft umstritten. Sie weisen zellähnliche Eigenschaften auf, sind aber nicht mit natürlichen Zellen identisch. Die Entwickler verfolgen bewusst einen offenen Ansatz und haben eine gemeinwohlorientierte Gesellschaft gegründet, um die Technologie mit anderen Forschenden zu teilen.
Bedeutung für Medizin und Altersforschung
Die Herstellung funktionaler zellartiger Systeme eröffnet Möglichkeiten für die Wirkstoffverabreichung, die Untersuchung biologischer Prozesse und das Verständnis des Ursprungs des Lebens. Für die Altersforschung ist die Möglichkeit, Zellvorgänge in einer vollständig kontrollierten Umgebung zu untersuchen, besonders interessant. Forscher könnten testen, wie bestimmte molekulare Mechanismen zur Zellteilung, zu DNA-Kopierfehlern oder zur Alterung beitragen – ohne die Störsignale eines vollständig biologischen Systems.
Es handelt sich um Grundlagenforschung in einem frühen Stadium. Doch die Kombination aus Selbstreplikation und vollständig definierter chemischer Zusammensetzung macht diesen Ansatz in der Synthetischen Biologie einzigartig.
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