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Synthetische Minimalzelle geschaffen

30.03.2016
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Von Christina Hohmann-Jeddi / Eine sich selbst replizierende künstliche Zelle, die mit einem minimalen Genom auskommt, hat ein Team um den US-amerikanischen Genforscher Dr. Craig Venter entwickelt.

 

Die Zelle verfügt über 473 Gene und weist somit das kleinste Genom eines autonom replizierenden Organismus auf, berichten die Forscher im Fachjournal »Science« (DOI: 10.1126/science.aad6253). Sie ist das vorläufige Ergebnis des 15 Jahre dauernden Versuchs des Teams, das Leben auf ein Minimum zu reduzieren.

 

Als Ausgangspunkt für ihre Zelle JCVI-syn3.0 verwendete das Team um den Erstautor Dr. Clyde A. Hutchison vom J. Craig Venter Institute das Bakterium Mycoplasma mycoides. Dieses besitzt ein Genom von 901 Genen auf 1,08 Millionen Basenpaaren. Die Forscher konnten das Genom durch einen Versuch-und-Irrtum-Ansatz, bei dem Gene zufällig eliminiert und dann lebensfähige Bakterien selektiert wurden, auf 473 Gene und 531 000 Basenpaare reduzieren. Die Zelle verfügt somit über die minimale Ausstattung für essenzielle Funktionen wie Verdauen, Wachsen und Fortpflanzung. Anhand dieser Minimalzelle sollen nun die Kernfunktionen von Lebewesen besser erforscht werden. Möglichkeiten hierfür gibt es genug, denn von rund einem Drittel dieser als lebensnotwendig ermittelten Gene – insgesamt 149 – ist die Funktion nicht bekannt. Von der verbliebenen Mehrheit der Gene sind die meisten an Genexpression, Zellmembran-Aufbau, Zytosol-Metabolismus und Speicherung von genetischer Information beteiligt.

 

Die genetische Grundausstattung fällt mit 473 Genen umfangreicher aus, als die Forscher erwartet hatten. Als Vergleich: Das bislang kleinste Genom eines sich selbst replizierenden Lebewesens umfasst 525 Gene und gehört dem verwandten Bakterium Mycoplasma genitalium. Das eigentliche Ziel, ein Genom von Grund auf neu zu schaffen, das alle Informationen für ein Lebewesen enthält, konnte das Team mit JCVI-syn3.0 nicht erreichen. Doch Venter ist zuversichtlich: »Diese Veröffentlichung ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg, einen synthetischen Organismus mit vorhersagbarem Ergebnis zu designen und zu bauen.« /

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