Donnerstag, 10. November 2011

"Lebendige Computer" sollen Herstellung neuer Lebensformen ermöglichen

Archiv: E-Coli-Bakterien | Copyright: Rocky Mountain Laboratories / Public Domain

Nottingham/ England - Wissenschaftler der "University of Nottingham" verfolgen derzeit das Ziel der Erzeugung eines in vivo biologischen Zell-Gegenstücks zu einem Computerbetriebssystems. Mit einer solchen re-programmierbaren Zelle könnte die synthetische Biologie revolutioniert und der Weg zur Herstellung völlig neuer und vielfältig nutzbarer Lebensformen durch einen relativ problemfreien Prozess ermöglicht werden.

Wie die Forscher um Professor Natalio Krasnogor von der interdisziplinären "Computing and Complex Systems Research Group" berichtet, soll die Technologie dazu dienen, "jegliche Art von Zellen derart neu zu programmieren, dass sie jede gewünschte Funktion auch ohne Anpassung ihrer Hardware ausführen können".

Bei erfolgreicher Entwicklung, so Krasnogor, könnten mit dieser Methode schon in kurzer Zeit Lebewesen erzeugt werden, die völlig neuartig sind, so nicht in der Natur vorkommen und eine Vielzahl nützlicher Funktionen erfüllen können.

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Die entsprechenden Lebewesen könnten zur Erfüllung unzähliger Aufgaben programmiert werden, von der Erzeugung von Lebensmitteln, der Umweltsäuberung, beispielsweise für den Abbau von Ölteppichen, bis hin zu medizinischen Aufgaben wie etwa der Herstellung individueller an Patienten angepasster Medikamente und von Organen zur Transplantation.

Das Forschungsprojekt unter dem Namen "Towards a Biological Cell Operating System" (AUdACiOuS) soll zudem neue Einblicke in die Funktionsweise lebender Organismen ermöglichen und es dadurch den Wissenschaftlern ermöglichen, biologische Systeme zu erzeugen. Zunächst wollen sich die Forscher dem Bakterium "Escherichia coli" (E.coli, s. Abb.) widmen und es derart verändern, dass es sich viel einfacher programmieren lässt.

"Bislang benötigt man für diesen Prozess jedes Mal eine neue Zelle, die wir in einem langwierigen Laborprozess nachbilden müssen. Die meisten Menschen stellen sich vor, dass wir lediglich die DNA der Zelle verändern müssen, um auch ihr Verhalten zu verändern. Tatsächlich ist es aber nicht ganz so einfach, da für gewöhnlich aus diesem Prozess ein falsches Verhalten der Zelle hervorgeht", erläutert der Wissenschaftler. "Sollte AudACiOuS erfolgreich sein, könnte dieses Ziel innerhalb von fünf Jahren erreicht werden und bakterielle Zellen am Computer so programmieren werden, dass diese neuen Zellen ihre Aufgaben direkt ausführen können." Zu vergleichen sei dieser Prozess mit der Entwicklung eines Betriebssystems für Computer.

Zu den größten Herausforderungen für die Forscher zählt u. a. die Entwicklung neuer Computermodelle, mit der das Verhalten von Zellen im Labor noch genauer vorhergesagt werden kann. Während Wissenschaftler bislang schon in der Lage sind, einzelne Zellen zu programmieren. Diesen Prozess allerdings auf größere Organismen zu übertragen, sei deutlich schwieriger.

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Quellen: grenzwissenschaft-aktuell.de / nottingham.ac.uk
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