Zellen fernsteuern? Überlegungen aus der Sicht der Synthetischen Biologie

Prof. Dr. Dominik Niopek

Center for Synthetic Biology, TU Darmstadt

Zellen bilden die Grundlage für alles Leben auf der Erde. Zellverbände, die synergistisch zusammenwirken, sind wiederum Basis für höheres Leben – Pflanzen, Tiere, Menschen.

Die Synthetische Biologie betrachtet Zellen aus einer ingenieurswissenschaftlichen Perspektive und versucht konstruierend in das zelluläre Erbgut, sowie die molekularen Vorgänge in Zellen, einzugreifen. Ein Forschungszweig der Synthetischen Biologie, der zunehmend an Relevanz gewinnt, befasst sich mit der Frage, wie man molekulare Vorgänge in Zellen gezielt von außen an- und abschalten, also quasi fernsteuern, kann. Für eine solche „Zell-Fernsteuerung“ benötigt man einen Sender und einen Empfänger. Der Sender ist hierbei der Forscher, der ein Signal z.B. in Form von Licht oder chemischen Molekülen in die Zelle einbringt. Als Empfänger fungieren üblicherweise modifizierte Proteine, also Eiweiße, die diese Signale erkennen und daraufhin eine definierte Aktion in der Zelle ausführen. Was futuristisch klingt, wird aufgrund rasanter Fortschritte im Bereich der Genomveränderung und des sog. Protein-Engineerings zunehmend möglich und auch bereits zu Forschungszwecken eingesetzt.

Im Vortrag wird Professor Niopek anhand konkreter Beispiele aufzeigen, dass die Zell-Fernsteuerung heute bereits erstaunliche Eingriffe in das Zellverhalten erlaubt. So lassen sich z.B. die intrazelluläre Wanderung von Eiweißen, die Zellteilung und Zellbewegung von außen steuern. Gleichermaßen skalieren die zellulären Effekte auf die makroskopische Ebene, was es wiederum ermöglicht, in das Verhalten von komplexen Organismen gezielt einzugreifen. Aus diesen rasanten, technologischen Entwicklungen ergeben sich zahlreiche Möglichkeiten, aber auch Risiken und Abwägungsfragen, die ich im Anschluss an den Vortrag gerne diskutieren werde.

Bei diesem Vortrag kooperiert die Odenwald-Akademie mit dem Gymnasium Michelstadt. Schülerinnen und Schüler sowie die interessierte Bevölkerung sind herzlich zu diesem Vortrag eingeladen – Anmeldungen werden nicht benötigt.