In Jef Boekes Labor können Sie einen Geruch wahrnehmen, der fehl am Platz zu sein scheint, als würden sie hier Brot backen.
Aber er und seine Kollegen kochen noch etwas ganz anderes: Hefe, die mit Brocken künstlicher DNA arbeitet.
Wissenschaftler sind seit langem in der Lage, spezifische Änderungen am DNA-Code vorzunehmen. Jetzt machen sie den radikaleren Schritt, von vorne zu beginnen und neu gestaltete Lebensformen von Grund auf neu aufzubauen. Boeke, ein Forscher an der New York University, leitet ein internationales Team von 11 Labors auf vier Kontinenten, die daran arbeiten, das Hefegenom nach einem detaillierten Plan, den sie im März veröffentlicht haben, neu zu schreiben.
Ihre Arbeit ist Teil einer mutigen und kontroversen Bestrebung, maßgeschneiderte DNA-Codes zu erstellen, die in lebende Zellen eingefügt werden, um ihre Funktionsweise zu ändern oder sogar Krankheiten zu behandeln. Es könnte auch eines Tages dazu beitragen, Wissenschaftlern die tiefgreifende und beunruhigende Fähigkeit zu geben, völlig neue Organismen zu erschaffen.
Das Genom ist der gesamte genetische Code eines Lebewesens. Boeke sagte, zu lernen, wie man einen von Grund auf neu herstellt, bedeutet: "Man kann wirklich etwas konstruieren, das völlig neu ist."
Die Forschung könnte grundlegende, verborgene Regeln aufdecken, die die Struktur und Funktion von Genomen bestimmen. Es öffnet aber auch die Tür zum Leben mit neuen und nützlichen Eigenschaften, wie Mikroben oder Säugetierzellen, die beim Abpumpen von Medikamenten in pharmazeutischen Fabriken oder neuen Impfstoffen besser sind als die derzeitigen. Durch die richtigen Modifikationen könnte Hefe neue Biokraftstoffe effizient produzieren, sagt Boeke.
Einige Wissenschaftler schauen weiter in die Zukunft und sehen Dinge wie Bäume, die die Wasserversorgung reinigen, und Pflanzen, die Sprengstoffe auf Flughäfen und in Einkaufszentren entdecken.
Ebenfalls am Horizont ist die Neugestaltung der menschlichen DNA. Das soll keine genetisch veränderten Menschen machen, betonen Wissenschaftler. Stattdessen würde die synthetische DNA in Zellen eingebracht, um sie beispielsweise beim Abpumpen von pharmazeutischen Proteinen zu verbessern, oder um Stammzellen als sicherere Quelle für im Labor gewachsenes Gewebe und Organe zur Transplantation in Patienten zu konstruieren.
Einige sind auf die Idee gekommen, die menschliche DNA zu verwirren, und Wissenschaftler planen, sich von Ethikern und der Öffentlichkeit beraten zu lassen, bevor sie es versuchen.
Dennoch ist die Neugestaltung der DNA für einige alarmierend. Laurie Zoloth von der Northwestern University, eine Bioethikerin, die die Bemühungen verfolgt, ist besorgt darüber, Organismen mit „Eigenschaften herzustellen, die wir nicht vollständig kennen“. Und die Arbeit würde Menschen stören, die glauben, Leben von Grund auf neu zu erschaffen, würde den Menschen ungerechtfertigte Macht geben, sagte sie.
"Es ist nicht nur ein wissenschaftliches Projekt", sagte Zoloth in einer E-Mail. "Es ist ein ethischer, moralischer und theologischer Vorschlag von erheblichem Ausmaß."