Foto: William B. Kiosses

"Frankenstein"-Bakterium erzeugt erstmals künstliches Protein

1. Dezember 2017, 17:58

Vor drei Jahren gelang es Forschern, die DNA eines Bakteriums um zwei Basen zu erweitern. Nun hat diese Mikrobe erstmals ein neues Protein hergestellt

Das manipulierte Bakterium brachte eine neue Form des Leuchtproteins hervor.
foto: william b. kiosses

La Jolla / Wien – Das Alphabet das Lebens, also die DNA, besteht in seiner einfachsten Form nur aus vier Buchstaben: den vier paarweise auftretenden Basen Adenin (A), Thymin (T), Guanin (G) und Cytosin (C). Bereits vor drei Jahren gelang es Forschern um Floyd Romesberg am kalifornischen Scripps Institute, dem Genom des Bakteriums Escherichia coli zwei zusätzliche, künstliche Basen einzufügen: X und Y.

Anfang dieses Jahres vermeldeten die Forscher einen weiteren Durchbruch bei der Manipulation dieser semisynthetischen Mikrobe: Das Bakterium mit den sechs künstlichen Basen im Erbgut gab diese an die nächste Generation weiter – die Mikrobe mit der "Frankenstein"-DNA war also in der Lage, weitere Mikroben mit den fremdartigen Basen herzustellen.

Am Weg zur neuen Lebensform

Nun schafften die Genetiker einen weiteren Schritt in Richtung einer neuen Lebensform: Romesberg und seinem Team gelang es, die beiden künstlichen DNA-Basen X und Y in jene Gene ihrer Bakterien einzusetzen, die Proteine kodieren. Und tatsächlich schafften es die manipulierten Gene, aus diesen künstlichen Bauanleitungen völlig neue, in der Natur nicht vorkommende Aminosäuren zu produzieren.

Schematische Darstellung, wie das Genom des Bakteriums um neue Basen erweitert wurde, die neue neue Art von Leuchtprotein kodierten.

Damit haben die Forscher erstmals einen Organismus erschaffen, dessen Erbinformation nicht nur ein erweitertes Alphabet nutzt: Er produziert auf Basis dieser Information auch ganz neue Moleküle. Für Romesberg handelt es sich bei der Mikrobe noch nicht um eine neue Lebensform. "Aber sie ist näher dran als alles zuvor Erschaffene." Denn niemals zuvor habe eine Zelle ein Protein nicht nur auf der Basis von A, T, G und C hergestellt.

Keine Gefahr für die Umwelt

Was aber passiert, wenn solche Bakterien in die Umwelt gelangen und sich dort möglicherweise vermehren? Laut Romesberg bestehe diese Gefahr nicht, da die beiden künstlichen Basen nur hergestellt werden können, wenn das Bakterium in der Natur nicht existierende Nährstoffe bekommt. (tasch, 1.12.2017)