Synthetische Biologie – Chancen und Risiken einer neuen Lebenswissenschaft

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Synthetische Biologie – Chancen und Risiken einer neuen Lebenswissenschaft

Die Synthetische Biologie ist noch eine junge Wissenschaft und befasst sich mit dem Lesen, Entschlüsseln, Verändern und Neuschreiben von Erbinformationen. Ihr Ziel ist es, neue biologische Systeme mit definierten Eigenschaften und Funktionalitäten zu erschaffen, die in dieser Form nicht in der Natur vorkommen. Dies können beispielsweise Mikroorganismen sein, die neue Arzneimittel produzieren, oder in der Lage sind, Schadstoffe in der Umwelt wahrzunehmen und abzubauen. Die Synthetische Biologie verknüpft Erkenntnisse und Methoden der Systembiologie, Genetik, Mikrobiologie, Zellbiologie, Molekularbiologie usw. und lässt sich dabei von ingenieurswissenschaftlichen Prinzipien leiten.

Doch wie genau funktioniert das Verändern der Erbinformationen? Die Eigenschaften eines Lebewesens ─ beispielsweise die Fähigkeit, bestimmte Stoffe auf- oder auch abzubauen ─ sind in seiner DNA codiert. Die DNA besteht aus Millionen Nukleotidbausteinen,  in deren genauer Abfolge die Bauanleitungen des Lebens niedergelegt sind. Das Lesen der Erbinformation, die sog. DNA-Sequenzierung, ist daher eine essentielle Grundlagentechnik. Die ausgelesenen Daten müssen dann genau analysiert und interpretiert werden, um zu verstehen, was sie bedeuten. Erst wenn die Position und Funktion der Gene bekannt ist, können gezielte Veränderungen vorgenommen werden, indem spezifische Abschnitte gelöscht, eingefügt, herauf- bzw. herunterreguliert werden.

Eine revolutionäre molekularbiologische Methode oder vielmehr ein Werkzeug zur Veränderung von Erbinformationen ist CRISPR/Cas. Es ermöglicht wie eine Art DNA-Schere, einfach und präzise genetische Manipulation kostengünstig durchzuführen. Durch ein solches Genome-Editing können Planzen und Tiere in einer vorher noch nicht dagewesenen Weise verändert werden und neue Wege bei der Bekämpfung von verschiedenen Krankheiten beschritten werden.

Gleichzeitig ruft die neue Technologie aber auch Bedenken hervor. Unter dem Aspekt „Biosafety“ werden dabei die ökologischen und gesundheitlichen Gefahren betrachtet, die aus einer (unkontrollierten) Freisetzung von künstlich erzeugten Organismen in der Umwelt erwachsen könnten. In der „Biosecurity“-Diskussion hingegen geht es um die Risiken eines absichtlichen Missbrauchs von synthetisch konstruierten Organsimen, beispielsweise im Falle eines terroristisch motivierten Einsatzes von hochansteckenden Krankheitserregern.

Im Sinne einer Gentechnik 2.0 ist die Synthetische Biologie von enormer ökonomischer, ökologischer und gesellschaftlicher Bedeutung. Zurzeit gibt es hohe Forschungs- und Patentaktivität. Sie hat weitreichende Potenziale und Risiken in unterschiedlichsten Anwendungsbereichen. Daher besteht ein intensiver öffentlicher Diskurs zwischen der Wissenschaft, Wirtschaft, Politik und Gesellschaft.

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