4 Minuten
Ein wegweisendes Projekt im Bereich des künstlichen menschlichen Genoms
In einem bedeutenden Durchbruch der Genforschung haben Wissenschaftler die erste Phase des Projekts "Synthetisches menschliches Genom" (SynHG) gestartet. Dieses ambitionierte Vorhaben verfolgt das Ziel, menschliche DNA vollständig synthetisch, also von Grund auf, zu erschaffen. Das Projekt geht weit über das reine Entschlüsseln unseres genetischen Codes hinaus: Es konzentriert sich auf das gezielte Entwickeln und Schreiben wesentlicher Abschnitte der menschlichen DNA. Damit eröffnet SynHG neue Perspektiven in der Genetik, Biotechnologie und Medizin.
Wissenschaftlicher Hintergrund: Vom Sequenzieren zum Syntheseprozess
Die vollständige Sequenzierung des menschlichen Genoms wurde bereits 2003 abgeschlossen und legte die Grundlage für unser Verständnis der Erbinformation. Die künstliche Nachbildung dieses komplexen Bauplans stellt jedoch eine deutlich größere Herausforderung dar. Während Forscher bereits Genome einfacher einzelliger Organismen wie Hefe – mit bis zu 16 Chromosomen und etwa 12 Millionen Basenpaaren – künstlich herstellen konnten, beanspruchte dieser Fortschritt Jahrzehnte. Zum Vergleich: Das menschliche Genom besteht aus rund 3 Milliarden Basenpaaren, verteilt auf 46 Chromosomen in jeder der über 30 Billionen Zellen des Körpers.
Im SynHG-Projekt wird nun der erste praktische Schritt unternommen: Die digitale Konstruktion und anschließende Synthese eines menschlichen Chromosoms. Dies entspricht etwa zwei Prozent des gesamten Genoms und soll als Machbarkeitsstudie den Weg für die Entwicklung weiterer komplexer Genomabschnitte ebnen.
Experimentelles Vorgehen: Digitalisierung, Laborsynthese und internationale Kooperation
Im Zentrum der SynHG-Strategie steht die digitale DNA-Konstruktion – das präzise Planen der Nukleotidsequenz eines menschlichen Chromosoms, bevor dessen künstliche Synthetisierung im Labor erfolgt. Hierbei kommen modernste Technologien der Genom-Synthese, Künstlichen Intelligenz und Robotik zum Einsatz.
Das Projekt erhält bedeutende finanzielle Unterstützung, darunter 10 Millionen Pfund (etwa 13,7 Millionen US-Dollar) von der Wellcome Trust Stiftung. Das internationale Forschungsteam vereint Fachwissen der Universitäten Oxford, Kent, Manchester und Cambridge sowie des Imperial College London. Projektleiter und renommierter Molekularbiologe Jason Chin (Ellison Institute of Technology, Oxford) hebt hervor: „Die Fähigkeit, große Genome, auch menschliche, zu synthetisieren, könnte unser Verständnis der Genom-Biologie revolutionieren und grundlegend neue Wege für Biotechnologie und Medizin eröffnen.“
Neue Möglichkeiten in der Gentechnik
Durch das Zusammenfügen des genetischen Bauplans eines ganzen menschlichen Chromosoms könnte SynHG sowohl Grundlagenforschung als auch angewandte Medizin nachhaltig prägen. Zu den möglichen Anwendungen zählen die Entwicklung individualisierter Zelltherapien, verbesserte Virusresistenz bei Organ- und Gewebetransplantationen sowie maßgeschneiderte Zelllinien für die pharmazeutische Forschung.
Herausforderungen, Skepsis und ethische Fragen
Trotz des enormen Potenzials bleiben in der Wissenschaftsgemeinde Zweifel. Robin Lovell-Badge, führender Genetiker am Francis Crick Institute, begrüßt zwar die visionären Ziele, betont jedoch die erheblichen technischen Hürden: „Nur wer etwas von Grund auf erschaffen kann, versteht es auch wirklich“, erklärt er. Die Herstellung künstlicher menschlicher Chromosomen sei aber trotz modernster KI und Robotik nicht kurzfristig realisierbar.
Bisher blieb die Erzeugung künstlicher Genome einfacheren Lebensformen vorbehalten. Sollte die Synthese menschlicher Chromosomen gelingen, wäre dies ein gigantischer Fortschritt. Lovell-Badge warnt jedoch: „Es ist nicht vorgesehen, künstliche Menschen zu erschaffen. Das bleibt nicht nur in weiter Ferne, sondern wäre auch grundsätzlich nicht sicher.“
Rechtliche, ethische und gesellschaftliche Aspekte
Mit der enormen Innovationskraft der Gensynthese steigt auch der Bedarf an Regulierung und gesellschaftlichem Diskurs. Das SynHG-Konsortium arbeitet eng mit Fachleuten aus Wissenschaft, Zivilgesellschaft, Politik und Industrie zusammen, um ethische, rechtliche und soziale Auswirkungen zu analysieren. Fragen zu ‚Designer-Babys‘, Eugenik und reproduktiver Selbstbestimmung stoßen in der Öffentlichkeit bereits auf Debatten, weshalb Transparenz und Teilhabe unverzichtbar sind.
Sarah Norcross, Leiterin der Progress Educational Trust, betont: „Solche Forschung bleibt stets kontrovers. Der Austausch zwischen Forschern und Öffentlichkeit ist essenziell, um Verständnis für Ziele und Grenzen der Wissenschaft zu schaffen und gesellschaftliche Erwartungen zu berücksichtigen.“
Zukunftsperspektiven der synthetischen Genomik
Ein vollständig künstliches menschliches Genom bleibt vorerst Vision. Dennoch könnten die Fortschritte des SynHG-Projekts das Zeitalter der synthetischen Genomik und Medizin maßgeblich beschleunigen. Forscher erwarten, dass sie in den kommenden fünf bis zehn Jahren ein komplett synthetisches menschliches Chromosom erschaffen können – mit neuen Möglichkeiten zur Erforschung der Genomfunktion, Therapie genetischer Erkrankungen und Innovationen in der Biotechnologie.
Fazit
Das Projekt zum synthetischen menschlichen Genom markiert einen Wendepunkt auf dem Weg von der Genomsequenzierung zur Neuschreibung des Codes des Lebens. Auch wenn noch zahlreiche technische und gesellschaftliche Herausforderungen bestehen, könnte dieser Machbarkeitsnachweis die Genforschung und biomedizinische Technologien grundlegend verändern. Für eine verantwortungsvolle und gerechte Nutzung der wissenschaftlichen Fortschritte bleiben ethische Reflexionen und der offene Dialog mit der Öffentlichkeit entscheidend.
Quelle: sciencealert
Kommentare