Basenpaar X und Y 09.05.2014, 12:35 Uhr

US-Forscher erweitern DNS erstmals um synthetische Basen

Hoffnungsschimmer für die Behandlung unheilbarer Krankheiten: US-Forschern ist es erstmals gelungen, künstliche Basen in die DNS des Darmbakteriums E-Coli einzuschleusen. Noch sind sie funktionslos. Doch in Zukunft könnten sich auf diesem Wege ganz neue Proteine und lebensrettende Wirkstoffe erzeugen lassen. 

Die Wissenschaftler haben im Reagenzglas zwei künstliche Basen erzeugt und dem Darmbakterium Escherichia coli eingepflanzt. Es ist der weltweit erste Organismus mit künstlichem Erbgut.

Die Wissenschaftler haben im Reagenzglas zwei künstliche Basen erzeugt und dem Darmbakterium Escherichia coli eingepflanzt. Es ist der weltweit erste Organismus mit künstlichem Erbgut.

Foto: dpa/Angelika Warmuth

Aus ganzen vier Buchstaben besteht das genetische Alphabet. Adenin, Cytosin, Guanin und Thymin heißen die sogenannten Basen, die die Erbinformation beinhalten. Abgekürzt werden sie mit den Buchstaben A, C, G und T. Sie bestimmen die Haar- und Hautfarbe, das Risiko, Krankheiten wie Krebs oder Herzinfarkte zu erleiden und die Körpergröße.

Erster Organismus mit künstlich erweitertem Erbgut

Forscher haben das genetische Alphabet jetzt erweitert. Im Reagenzglas haben sie zwei künstliche Basen erzeugt und in die Doppelhelix des Darmbakteriums Escherichia coli eingeschleust. Es ist der weltweit erste Organismus mit künstlich erweitertem Erbgut.

Die Forscher um Floyd Romesberg vom Scripps Research Institute im kalifornischen La Jolla, die den wissenschaftlichen Erfolg feiern, sprechen von einem halbsynthetischen Organismus. Eine Funktion haben die neuen Buchstaben nicht. „Es ist so, als ob sie in einen deutschen Text fremde Schriftzeichen einfügen“, sagte Martin Fussenegger, der als Biotechnologe und Bioingenieur an der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich ebenfalls in der synthetischen Biologie forscht, der Tageszeitung Die Welt. „Man kann ihn trotzdem lesen – aber am Inhalt ändert sich durch zwei neue Buchstaben erst einmal nichts.“

Synthetische Basen als Hoffnungsschimmer für unheilbare Krankheiten

Das soll sich ändern. Mit Hilfe der synthetischen Basen hoffen die kalifornischen Wissenschaftler Wirkstoffe gegen heute noch unheilbare Krankheiten zu finden. Unterstützt werden die Arbeiten von Synthorx im kalifornischen San Diego. Das Unternehmen will Produkte der synthetischen Biologie zur Herstellung neuer Therapeutika nutzen.

Erste künstliche Basen haben Forscher schon in den neunziger Jahren hergestellt. Die vor sechs Jahren erzeugten Buchstaben X und Y tragen die kryptischen Namen d5SICS und dNaM.

Erste künstliche Basen haben Forscher schon in den neunziger Jahren hergestellt. Die vor sechs Jahren erzeugten Buchstaben X und Y tragen die kryptischen Namen d5SICS und dNaM.

Foto: Synthorx

Die ersten künstlichen Basen, die seit den Neunzigerjahren entwickelt wurden, fanden bei ihren natürlichen Vorbildern keine Gnade. Sie wurden als Fremdkörper erkannt und beseitigt. Vor sechs Jahren schließlich gelang es, zwei weitere Buchstaben X und Y zu erzeugen. Ihre kryptischen Namen kann sich kaum einer merken: d5SICS und dNaM.

Eingebaut sind sie in die berühmte Doppelhelix, die aussieht wie eine gewundene Strickleiter. Die Erbinformationen werden ständig kopiert, um Alterungsprozessen entgegenzuwirken. Und sie werden repariert, wenn etwa Röntgenstrahlen oder aggressive Moleküle – Radikale genannt – Teile davon zerstören. Was sich nicht reparieren und kopieren lässt, ist keine richtige Base.

Angst, dass die Schimäre aus Kalifornien ausbüxt und zur Umweltgefahr wird, brauche niemand zu haben, beteuern die Forscher. Ohne ihr gewohntes Futter gehen die künstlichen Basen zugrunde.

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