Was das Leben braucht

26.03.2016

473 Gene - das ist laut Craig Venter das Minimum für Leben. Noch immer wissen Forscher aber nicht, was ein Drittel dieser Gene tut

Über fünf Jahre war es still um Craig Venter und sein Team, das 2010 zum ersten Mal ein Bakterien-Genom künstlich hergestellt hatte. Schon damals war klar, dass damit nur ein Zwischenschritt erreicht war (Das synthetische Genom - ein Schritt zum Minimalorganismus). Wer tatsächlich Gott spielen und neues Leben erschaffen will, muss zunächst einmal klären, was dafür überhaupt nötig ist.

Dieses Ziel haben die Molekularbiologen um Venter nun erreicht. In einem Artikel in Science stellen die Forscher ihre Ergebnisse vor. Ihr Minimalorganismus, Syn 3.0 genannt, besitzt 437 Gene, die von 531.000 Basenpaaren kodiert werden.

Zum Vergleich: Der natürliche, für sich allein existenzfähige Organismus mit der geringsten Genzahl ist Mycoplasma genitalium mit 600.000 Basenpaare und 525 Genen (es gibt außerdem spezielle Bakterienarten, die nur in anderen Zellen überleben können und noch weniger Gene besitzen). Am anderen Ende steht die japanische Blütenpflanze Paris japonica mit 150 Milliarden Basenpaaren. Dass diese Zahl relativ wenig über die evolutionäre Fitness aussagt, beweist der Mensch, dessen DNA nur drei Milliarden Basenpaare beziehungsweise 30.000 Gene aufweist.

Ein wesentlicher Teil der Funktionsweise biologischen Lebens entgangen

Die Vorgehensweise der Forscher war dabei von Versuch und Irrtum bestimmt. Gen für Gen fügten Sie störende Sequenzen hinzu, die die jeweilige Funktion des Gens ausschalteten. War der Organismus danach noch lebensfähig, galt das betreffende Gen als nicht unbedingt notwendig und wurde eliminiert.

Dabei zeigten sich zwei interessante Tatsachen. Zum einen sind manche Lebensfunktionen offenbar auf zwei - nicht notwendig identischen - Genen verteilt. Eines der beiden zu deaktivieren, schadete dem Organismus nicht; erst wenn beide entfernt wurden, war das Ergebnis nicht mehr lebensfähig. Zum anderen stellten die Forscher fest, dass sie bei immerhin einem Drittel der als essenziell ermittelten Gene die genaue Funktion noch nicht kennen.

Das heißt auch, dass über die Wechselwirkungen der von diesen Genen kodierten Proteine in der Zelle noch nichts bekannt ist. Da diese aber unabdingbar für die Lebensfähigkeit sind, muss den Forschern bisher ein wesentlicher Teil der Funktionsweise biologischen Lebens insgesamt entgangen sein.

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Volker Henn
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