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„Cut, copy, paste.“

von Gabriele Gramelsberger,  translated by Pierre Schwarzer

Das nächste „new normal,” oder der Trend der Biologie zur Homophilie


Fußnoten

  1. Thornhill, N. W.: The Natural History of Inbreeding and Outbreeding – Theoretical and Empirical Perspectives. Chicago: University of Chicago Press (1993)

  2. Tomita, M.: Towards Computer-aided Design (CAD) of useful microorganisms. In: Bioinformatics 17 (2001) 1091-1092

  3. Chandran, D. et al.: Computer-aided design for synthetic biology. In: H. Koeppl et al. (Hrsg.): Design and analysis of biomolecular circuits: Engineering approaches to systems and synthetic biology. New York: Springer (2011) 203-224

  4. Umenhoffer K, et al.: Reduced evolvability of Escherichia coli MDS42, an IS-less cellular chassis for molecular and synthetic biology applications. In: Microbial Cell Factories 9 (2010) Article 38

DNA Sequenzierungen [wikimedia commons]

Vielfältigkeit ist der entscheidende Motor der Evolution. Sinkt die genetische Diversität in einer Population – ein Phänomen, das die Biologen Inzuchtdepression nennen –, dann hat dies Folgen für die Krankheitsanfälligkeit der betroffenen Spezies 1. Dieses Phänomen der Normalisierung des genetischen Codes tritt vornehmlich in isoliert lebenden Populationen auf, aber auch durch fortwährendes Einkreuzen von Individuen gleicher Abstammungslinie. Das restlos normalisierte Ende dieses Spektrums bilden Klone identischen genetischen Codes, wie sie heute in Massen in den Gewächshäusern der Agrarindustrie auffindbar oder durch die Reproduktionsmedizin möglich geworden sind. Dolly (5. Juli 1996 bis 14. Februar 2003), jenes erste geklonte Säugetier, steht emblematisch für diesen Weg in die homophile Alternativlosigkeit; in die „genetische Bubble.“ Doch es gibt noch einen weiteren, neueren Weg in die Normalisierung des genetischen Codes [weiterlesen].

Mit TinkerCell können Biobricks designed und zu biomolekularen Maschinen zusammengesetzt werden.

„Cut, copy, paste!“ lautet das Motto der Synthetischen Biologie, einem Forschungsfeld, das sich seit Anfang der 2000er Jahre konstituiert. Dabei geht es um die fabrikmäßige Nutzung von Mikroorganismen wie E.coli Bakterien oder Hefezellen zur Produktion von Biomaterialien – Medikamente, Biokraftstoffe und andere organische Produkte, darunter altbekannte Produkte wie Bier oder Käse. Denn, “utilizing microorganisms in industrial processes is one of the most important achievements of the 21st century” 2. Seit einiger Zeit wird dieses Geschäft mit Hilfe von Computer-aided Designprogrammen (CAD) betrieben, nicht nur um Mikroorganismen für die industrielle Produktion zu optimieren, sondern um gänzlich neu designte, biomolekulare Fabriken zu generieren. Denn mit biologischen CAD-Programmen wie TinkerCell (tinkercell.com) lassen sich Biobricks designen und zu biomolekulare Maschinen zusammensetzen 3.

Biobricks sind standardisierte Bausteinen aus DNA, die bestimmte Funktionen kodieren. Beispielsweise gibt es so-genannte Promoter, welche die Transkription von DNA in mRNA initialisieren. Terminatoren hingegen stoppen die DNA-Transkription. mRNA wiederum wird in Proteine übersetzt. Mit diesen und weiteren Klassen von Biobricks lassen sich biomolekulare Maschinen wie Protein-Generatoren herstellen. „Typically a Protein Generator contains a Promoter, a Ribosome Binding Site(RBS), the Protein Coding region and one or more Transcription Terminators” (http://parts.igem.org/Help:Protein_generators). Dieses Ingenieursdesign von biomolekularen Maschinen wird nun durch CAD-Programme enorm erleichtert, indem man auf dem Bildschirm visuell Biobricks gestalten und zu biomolekularen Maschinen zusammensetzen kann. Jedem Design liegt dabei eine genetische Sequenz zugrunde, die problemlos mit „DNA-Druckern“ synthetisier- und beliebig oft vervielfältigbar ist. Zugespitzt formuliert, wandelt sich die Biologie damit in eine computergestützte Wissenschaft, die auf Knopfdruck digitale CAD-Files (dCode) in materiale DNA-Template (gCode) konvertiert. Die materialen DNA-Templates lassen sich dann im Labor in genetisch reduzierte Trägerzellen oder Trägerorganismen – so-genannte Chassis –zum Replizieren und zur Produktion von Biomaterialien einbringen.

Zugegeben, so ganz funktioniert das zumeist noch nicht im Laboralltag, denn Leben – auch biomolekulares – ist eigenwillig, komplex und widerständig. Doch erste „proofs-of-concepts“ gibt es bereits; wie auch soziopolitische Widerstände dagegen (Peplow, 2016). Nichtsdestotrotz forschen nicht nur Biologen, sondern führende IT-Firmen an dieser neuen Allianz von dCode/gCode. Doch bei der industriellen Nutzung von biomolekularen Maschinen in Chassis – im Klartext: extrem genetisch veränderte Mikroorganismen – geht es nicht um ein DNA-Template in einer Trägerzelle, sondern um Milliarden davon. Und alle sollen sie möglichst identisch sein und möglichst immer dasselbe produzieren. Was ganz und gar unerwünscht ist, ist lebendiges Verhalten wie Adaption oder Mutation und damit Evolution. Also versucht man Mutationen auszuschalten, um die biomolekularen Maschinen als Mini-Biofabriken „dingfest“ zu machen 4. Etwas Lebendiges zu einem „Ding“ zu machen, bedeutet ihm jeden Entwicklungsspielraum an Veränderung zu nehmen. Nur was mit sich selbst und mit anderen gleich ist, ist identisch und hat Identität als Ding. Eben dies meint die Rede vom Trend der Biologie zur Homophilie.

Gabriele Gramelsberger ist Inhaberin des Lehrstuhls für Philosophie digitaler Medien an der Universität Witten/Herdecke. Ihre philosophische Forschung fokussiert sich auf den Einfluss des Computers auf Wissenschaft und Gesellschaft. Bis 2016 war sie Fellow am DFG Forscherkolleg Medienkulturen der Computersimulation MECS der Leuphana Universität Lüneburg sowie am IKKM Internationales Kolleg für Kulturtechnikforschung und Medienphilosophie Bauhaus Universität Weimar.