Zwei künstliche Gene, die in Hefezellen eingebaut sind, ermöglichen es ihnen, sich an den Kontakt mit bestimmten Chemikalien zu "erinnern" und ein Signal über dieses Ereignis zu speichern.
Die Arbeit von Pamela Silver und ihren Kollegen ist eines der brillantesten Experimente auf dem Gebiet der synthetischen Biologie. Wissenschaftler haben lange versucht, lebende Systeme zu entwerfen, einen einzigartigen genetischen Code für sie zu erstellen, und Experimente mit Zellen ermöglichen es uns zu überprüfen, wie diese oder jene „Innovation“funktioniert.
Pamela Silver und ihr Team entwarfen zwei neue Gene und fügten sie in das Genom einer Hefezelle ein. Das erste Gen wurde aktiviert, als der Zucker Galaktose in der Umwelt auftauchte. „Aufwachen“, dieses Gen löste die Proteinsynthese aus, die wiederum dem zweiten künstlichen Gen den „Start“-Befehl gab. Und dieses war so konzipiert, dass es die Synthese des gleichen Proteins, das es aktiviert hatte, erneut auslöste. Es stellte sich also eine geschlossene Rückkopplungsschleife heraus, ohne die normale Funktion der Zelle zu beeinträchtigen.
Bis die Zelle Galaktose „schmeckte“, lebte sie wie gewohnt. Aber sobald der Lösung Zucker zugesetzt wurde, wurde die genetische „Gedächtnisschleife“aktiviert und die Zelle begann, ständig einen bestimmten Transkriptionsfaktor zu produzieren (sichtbar durch das Leuchten des Fluoreszenzfarbstoffs). Das Leuchten hielt an, auch nachdem die Zelle nicht mehr mit Zucker „gefüttert“wurde.
Die Autoren dieses künstlichen biologischen Systems betonen, dass sein Prinzip nützlich sein kann, um künstliche Organismen zu schaffen, die das Ausmaß der Umweltverschmutzung anzeigen können. Selbst ein kurzfristiges Vorhandensein eines Schadstoffs bleibt nicht unbemerkt, da es im Zellgedächtnis aufgezeichnet wird. Ein ähnliches Prinzip wird sich bei der Entwicklung neuer Methoden zur Früherkennung von Krebs als nützlich erweisen: Zellen können so programmiert werden, dass sie bestimmte DNA-Schäden anzeigen. Darüber hinaus wollen die Forscher ein biologisches Zellimplantat entwickeln, das Daten über Schäden an Körperzellen durch ultraviolette Strahlung zusammenfasst und speichert.
Synthetische Biologie ist generell ein äußerst interessantes Wissenschaftsgebiet. Und mit ihrer Hilfe ist die Grenze, jenseits derer der Mensch als Schöpfer agiert, bereits überwunden: künstliches Leben ist geschaffen. Dies ist zwar eine "halbsynthetische Halbwertszeit". Lesen Sie mehr darüber im Artikel Neue Ersteller.
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