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StartseiteAus Kultur- und SozialwissenschaftenDie künstliche Zelle02.09.2010

Die künstliche Zelle

Ethische Debatte über neueste Forschungen in der Biotechnologie

"Living Machines " - lebende Maschinen - nennen ihre Produzenten stolz ihre ersten Erfolge, etwa eine Bakterienart mit Chemikalien zu erbauen. Doch das Produzieren von Leben birgt auch ethische Bedenken.

Von Peter Leusch

Am 20. Mai 2010 verkündete der amerikanische Genforscher Craig Venter der Weltöffentlichkeit einen wissenschaftlichen Durchbruch:

"Wir sind heute hier, um die Existenz der ersten synthetischen Zelle bekannt zu geben. Aus einem digitalen Code im Computer und vier Flaschen mit Chemikalien schufen wir das vollständige Erbmolekül. Wir haben es in eine Empfängerzelle verpflanzt. Und diese so in eine neue Bakterienart verwandelt."

Die Welt erblickte unter dem Mikroskop das erste künstlich hergestellte Lebewesen: das Bakterium Mycoplasma mycoides JCV1-Ssyn 1.0, genannt Synthia.

Und Craig Venter ließ sich, nicht ungern, als zweiter Schöpfer feiern. Aber die These von der Herstellung künstlichen Lebens stimmte nur bedingt. Denn erstens hat Venters Forschergruppe kein wirklich neuartiges Wesen geschaffen, sondern das Genom eines bereits existierenden natürlichen Bakteriums nachgebaut. Und zweitens hat die Natur auch bei der aufwendigen Synthese Hilfestellung geleistet, erläutert Kristian Köchy, Philosoph und Biologe von der Universität Kassel:

"Zwar ist es gelungen, ein komplettes Genom zu rekonstruieren, aber man ist nach wie vor auf die Syntheseleistungen komplexer ganzer Zellen angewiesen, Hefezellen zum Beispiel oder Bakterienzellen, sodass hier von der Herstellung künstlichen Lebens eigentlich nicht die Rede sein kann."

Gleichwohl markiert Venters synthetisches Bakterium einen Meilenstein auf dem Weg zu einer zweiten Schöpfung.

Derzeit handelt es sich nur um Experimente einer Grundlagenforschung, um spielerische Versuche. Und die nutzbringenden Anwendungen, mit denen die Wissenschaftler um Forschungsgelder werben - die Biosprit-Alge, das erdölfressende Bakterium, der synthetische Impfstoff - das alles ist noch Zukunftsmusik. Aber der Weg dorthin ist abgesteckt.

Das Vorhaben hat jedoch über die Biowissenschaften hinaus eine philosophisch-ethische Debatte ausgelöst. Es geht um die grundsätzliche Frage: Was ist Leben und wie darf damit verfahren werden.
Das Problem, so der Philosoph Oliver Müller, spiegelt sich in den Versuchen von Wissenschaftskommissionen, die neuen Wesenheiten zu definieren. Oliver Müller leitet an der Universität Freiburg eine Forschungsgruppe zur Natur des Menschen.

"Was ich feststelle, ist dass in vielen 'Papern', aber auch Kommissionsberichten diese Wesenheiten, die da entstehen, Living Machines genannt werden, oder Living Technologies. Oder man spricht von Artificial Cells. Sodass ich feststelle, dass es offenbar ein Bedürfnis gibt, diese Mikroorganismen, die im Grunde noch lebendige Organismen sind, die sich von anderen Organismen nicht unterscheiden, diese Art von Organismen neu zu benennen und irgendwie eine Zwischenkategorie zwischen Lebendigem und Maschinellem zu erfinden."

Der Terminus Living Machines - "lebende Maschinen" - scheint auf den ersten Blick falsch und unzutreffend, denn bei der Herstellung eines synthetischen Mikroorganismus handelt es sich nicht um mechanische, sondern um biochemische Vorgänge, aber der Ausdruck maschinell bezeichnet sehr treffend die neue Perspektive. Denn die lebendige Natur rückt in den Biowissenschaften unter ein neues Paradigma: Natur erscheint als riesiger Legobaukasten. Und der Biologe als dessen Konstrukteur, als Ingenieur.

"Die synthetische Biologie ist eine Verbindung der Biologie mit den Ingenieurwissenschaften, mit dem Ziel neue Entitäten zu schaffen, die vollkommen losgelöst von den bereits bestehenden natürlichen Vorgaben hergestellt werden sollen mit bestimmten Funktionen, die man hinzudenkt. Im Grunde ist das Ziel also, neue Entitäten herzustellen, die keine Vorläufermodelle in der Natur haben."

Giovanni Maio ist Professor für Bioethik und Geschichte der Medizin an der Universität Freiburg. Maio setzt sich mit der neuen Entwicklung in den Lebenswissenschaften auseinander, die sich unter dem Oberbegriff "Synthetische Biologie" formiert.

Die synthetische Biologie bezeichnet ein junges Forschungsfeld mit unterschiedlichen Ansätzen, vorwiegend operiert man mit gentechnologischen Methoden. Manche sagen deshalb, synthetische Biologie sei nur alter Wein in neuen Schläuchen. Aber während die Gentechnologie sich an die existierende Natur hält, die sie in kleinen Eingriffen zu manipulieren versucht, verfolgt die synthetische Biologie ein radikaleres Konzept: Sie will keine partikuläre Abänderung, sondern eine systematische Konstruktion, sie will das Leben von Grund auf neu konstruieren, ganz wie der Ingenieur eine Brücke plant und baut.
Giovanni Maio erhebt dagegen Einspruch:

"Im Grunde ist das ein technizistisches Modell. Das ist ein Grundproblem der synthetischen Biologie, dass sie das Leben reduziert auf das rein technisch-naturwissenschaftliche und suggeriert: Das Leben wäre nicht mehr als das, was technisch hergestellt werden kann. Und diese synthetische Biologie vergisst dabei, dass die Methodik, die sie wählt, bereits das Leben schon reduziert und im Grunde deformiert hat, sodass sie dann dem Phänomen Leben gar nicht mehr gerecht wird. Weil sie einem methodischen Reduktionismus folgt, der ihr den Blick auf das Leben letztendlich verstellt.
Leben ist mehr als der Naturwissenschaftler im Labor sehen kann, Leben hat eine zusätzliche Bedeutung als nur das, was man unter naturwissenschaftlich-kausalanalytischen Gesetzmäßigkeiten überhaupt beschreiben kann."

Im Spektrum der Synthetische Biologie wurden bislang verschiedene Forschungswege und Verfahrensweisen entworfen, wie Leben konstruiert werden könnte: Da gibt es einmal den sogenannten Bottom-up-Ansatz. Hier verfolgen Forscher also den Plan, von unten, von Grund auf eine Art Protozelle zu schaffen, sei es mit biologischen Bausteinen, die es schon gibt, sei es mit chemischen Ausgangsstoffen. Kristian Köchy:

"Analog dazu gibt es den Top-Down-Ansatz, also von oben herab. Man nimmt hier bestehende Biosysteme, Bakterien etwa, und versucht sie zu minimalisieren, sodass hier nur die Grundausstattung übrig bleibt, die für Lebensfunktionen notwendig ist. Und dann kann man diese minimalisierten Konzepte natürlich auch verwenden, um neue aufzubauen. Das tut man auch, man verwendet hier eine Analogie zur Fahrzeugtechnik und spricht von Chassis-Ansatz, also man möchte damit gezielt neue Systeme herstellen, die bestimmte definierte Funktionen erfüllen können."

Im Top-Down-Ansatz wird also als ein natürliches Bakterium soweit herunter skelettiert, dass nur noch die Basisfunktionen Stoffwechsel und Fortpflanzung übrig bleiben. Die biologische Resteinheit bildet das sogenannte Chassis, das man hernach mit den gewünschten Funktionen bestücken und aufbauen will.
Craig Venter packt dieselbe technizistische Auffassung des Lebendigen in das Bild des Computers: Die entkernte Zelle ist dann die Hardware. Und das neu implantierte Genom bildet die maßgeschneiderte Software, die das Ganze übernimmt und steuert.

"Unsere Experimente in den vergangenen 15 Jahren haben gezeigt, dass die DNA die Software des Lebens ist. Und nun haben wir gelernt, mit der Software eine biologische Art in eine andere zu verwandeln. Damit haben wir bewiesen, dass die DNA das Wesen einer Art bestimmt, das wäre als wenn man aus einem Computer die Software herausnimmt, eine neue installiert und plötzlich hätte man einen anderen viel besseren Computer vor sich stehen, so funktioniert Biologie. Die Software regiert die Hardware, mit neuer Software verwandeln wir eine lebende Zelle in eine neue Art."

Aber das Leben nach dem Bild des Computers - unterteilt in Hardware und Software - zu begreifen, hieße, wesentliche Eigenschaften zu verkennen. Falsch ist insbesondere die Annahme, dass die Natur dem Bioingenieur passiv und deshalb völlig kontrollierbar gegenübersteht.
Giovanni Maio besteht deshalb im Gegensatz zur Synthetischen Biologie auf einem unverkürzten Begriff des Lebens.

"Ein unverkürzter Begriff des Lebens würde eben das Besondere des Lebens mit in den Blick nehmen, das darin besteht, dass das Leben aus sich heraus sich entwickeln kann, dass das Leben das Ziel seiner selbst in sich trägt, und dass das Leben dadurch charakterisiert ist, dass es aus sich selbst heraus entsteht und einer Spontanität folgt.
Das Leben ist nicht reduzierbar auf das, was wir absolut kontrollieren können, nicht reduzierbar auf die Bestandteile, die dazu führen, dass das Leben entsteht, sondern ab dem Moment, da wir es mit Leben zu tun haben, hat dieses Leben eine "autopoiesis", eine Selbstorganisation, die sich letztlich so nicht kontrollieren lässt. Und das Besondere des Lebens ist das In-Bewegung-Sein, das wir so im Laboraufbau in dieser Form gar nicht wahrnehmen können."

Der Philosoph Hans Jonas hat vor 25 Jahren im Blick auf damals aufkommende Gentechnologie Unterschiede zwischen dem Lebendigen und der unbelebten Natur herausgearbeitet. Es sei etwas anderes, wenn der Ingenieur eine Brücke baut und dabei über unbelebte Materie verfügt, als wenn ein Biotechnologe ins Leben eingreift. Denn das organische Leben sei durch Komplexität, durch Selbstorganisation und eine Eigendynamik gekennzeichnet, mit der es sich partiell der Kontrolle des Menschen entzieht, insbesondere in seinen Folgen.

Und tatsächlich war ja auch Craig Venter bei der Herstellung des künstlichen Bakteriums auf die aktive Mitwirkung von Hefe- und Bakterienzellen angewiesen. Das heißt aber, sein Experiment widerspricht selbst dem Paradigma eines souverän fabrizierenden Bioingenieurs auf der einen Seite und einem passiven organischen Material auf der anderen. Tatsächlich handelt es sich, so Kristian Köchy, weit eher um eine Kollaboration von Natur und Technik.
Die Eigendynamik des Lebendigen zu unterschätzen, ist aber nicht nur ethisch kritikwürdig, sondern auch höchst bedenklich hinsichtlich der praktischen Anwendung von Wissenschaft:
Denn wenn der Mensch Leben designt, die Natur aber in eigensinniger Weise mitspinnt, weiß niemand, was auf lange Sicht evolutionär herauskommt.

"Wenn wir es denn tatsächlich schaffen sollten, dass dieses Leben im Labor zum Entstehen gebracht wird, dann müssen wir natürlich anerkennen, dass ab dem Moment, da es sich um Leben handelt, wir gar nicht genau wissen und wissen können, wie dieses Leben sich weiterentwickelt. Wenn Leben etwas ist, was spontan sich weiter entwickelt und sogar evolutionsfähig ist, dann bedeutet das, dass der weitere Verlauf des Lebens so nicht absehbar ist, durch die Spontanität, die dem Leben innewohnt.
Und wenn wir dieses künstlich hergestellte Leben in die bestehende Natur hinein brächten, wüssten wir genau so wenig, was für Interaktionen hier möglich wären. Denn wenn es tatsächlich innovationsfähiges Leben ist, dann muss man annehmen, dass Leben, zwar künstlich hergestellt, aber doch neues Leben, sich mit dem bereits bestehenden Leben in irgendeiner Form interagiert und dadurch gar nicht absehbar ist, in welche Richtung sich das weiter entwickeln wird, und wie diese Interaktion sich ausgestalten wird."

Die Grenze zwischen Technik und Natur, zwischen künstlichem und natürlichem Leben beginnt zu verschwimmen, auch wenn die synthetische Biologie noch in den Kinderschuhen steckt. Noch es geht es nur um primitive Organismen, um Bakterien und Algen im Labor, aber die Entwicklung ist rasant, deshalb sollte der Forschungsprozess ethisch begleitet werden. Manche Frage, wie die nach dem Existenzrecht und den möglichen Schutzansprüchen von teilkünstlichen Lebewesen ist noch gar nicht gestellt, geschweige denn diskutiert. In den Fokus von Politik und Öffentlichkeit hat es bislang nur der Aspekt Biosicherheit geschafft, die Sorge, dass Designermikroben aus den Labors entweichen und womöglich den natürlichen Genpool kontaminieren könnten. Kristian Köchy:

"Man unterscheidet grundsätzlich zwischen biosafety und biosecurity. Biosafety sind die Fälle, wo unter erlaubten Bedingungen plötzlich nicht voraussehbare Risiken auftauchen, und biosecurity betrifft den unerlaubten Einsatz solcher Systeme etwa in Kontexten des Bioterrorismus. Dann kann man sagen: In beiden Fällen gibt es möglicherweise neue Risiken, etwa bei Bioterrorismus, also dem Einsatz von Verfahren der synthetischen Biologie zu möglichen Kriegszielen oder zur Kriegsführung. Da ist darauf zu verweisen, dass der Fall der Garagenbiologie stärker relevant wird. Garagenbiologie meint, dass interessierte Laien sich in Garagenlaboratorien quasi informieren können über das Internet, Daten sammeln, möglicherweise sogar Materialien bestellen können, und diese dann analog zu Computerhackern oder Virenkonstrukteuren zu Zwecken einsetzen, die eher kriegerischer Natur sind, etwas was man im Blick behalten muss."

Garagenbiologie ist ein Stichwort, das die veränderte Situation im Vergleich zu den Anfängen der Gentechnologie beschreibt. Damals war biotechnisches Wissen und Material nur schwer zugänglich. Heute boomen Biopatente und Datenbanken, die wie das amerikanische MIT - das Massachusetts Institut of Technology - sogenannte Biobricks, Biobausteine sammeln und im wissenschaftlichen Austausch anbieten. Hier könnten sich Interessierte womöglich Zugang verschaffen. EU-Präsident Barroso gab jedenfalls der European Groups on Ethics den Auftrag, zu überprüfen, ob die bestehenden Regelungen ausreichen.
Aber ebenso wie die gesetzlichen Bestimmungen ist hier das Ethos des Wissenschaftlers gefragt:

"Wenn die moderne Wissenschaft es mit Leben zu tun hat und sogar den Anspruch hat, neues Leben zum Entstehen zu bringen, gerade da, meine ich, muss auch und gerade die moderne Wissenschaft ein Stück mehr Demut an den Tag leben.
Demut in dem Sinne, dass sie sich der Grenzen bewusst bleibt, was sie überhaupt erkennen, was sie überhaupt herstellen kann. Demut aber auch in dem Sinne, wenn sie von Leben spricht, diesem Leben doch eher in der Haltung der Achtung begegnen sollte und nicht in der Haltung des Stolzes darüber, was man denn hergestellt hat. Denn der Wissenschaftler kann als Naturwissenschaftler Leben nicht herstellen wie eine Maschine, sondern das Leben stellt sich selbst her, bringt sich selbst hervor und daher muss auch in Zeiten der technischen Produzierbarkeit von Leben das Leben als etwas Besonderes weiterhin wahrgenommen werden. Und für dieses Besondere des Lebens muss eben neu sensibilisiert werden."

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