VON FELIX STRAUMANN

Alles nur Chemie – davon sind die meisten Biologen überzeugt. Für sie hat die Schöpfung des Lebens vor rund vier Milliarden Jahren nichts Metaphysisches, sondern war ein rein chemischer Vorgang. Trotzdem bleibt dieser Schöpfungsakt eines der letzten ungelösten Mysterien innerhalb des naturwissenschaftlichen Weltbildes. Denn die Wissenschafter bleiben den Tatbeweis bis heute schuldig. Zwar können Genforscher lebende Zellen manipulieren und sogar das gesamte Erbgut durch ein künstliches auswechseln. Doch gelang bislang noch niemandem, im Labor aus unbelebter Materie lebende Zellen herzustellen.

Doch die Forscher geben nicht auf. In den letzten Jahren haben sie kaum wahrgenommen von der Öffentlichkeit erstaunliche Fortschritte gemacht und sind so nahe wie noch nie an der Erschaffung von Leben. Unlängst haben Biologen um den letztjährigen Medizinnobelpreisträger Jack Szostak im Fachblatt «CSH-Perspectives in Biology» den Wissensstand der Zunft der «Schöpferbiologen» zusammengefasst.

«Es wird uns noch in dieser Dekade gelingen», glaubt Alonso Ricardo, Mitstreiter am weltweit führenden «Szostak Lab» an der Harvard Medical School. Man verstünde zunehmend die chemisch-physikalischen Mechanismen, die die Entstehung des Lebens auf unserem Planeten ermöglicht hätten. «Dies gibt uns wichtige Hinweise, wie wir dasselbe auf einem eleganten, vollständig synthetischen Weg tun können», sagt Ricardo.

Das mag gruselig klingen, gefährlich ist es aber kaum. Denn die Lebensform, die die Schöpferbiologen zu kreieren versuchen, ist viel einfacher als die einfachste heute lebende Zelle. Die Forscher nennen sie Protozelle. Ausserhalb der kontrollierten Laborsituation ist diese kaum überlebensfähig, versichert Ricardo. Damit eine Protozelle trotzdem als Lebewesen gelten kann, wird sie drei Dinge erfüllen müssen: Sie sollte sich fortpflanzen können, einen Stoffwechsel haben und nach aussen abgeschlossen sein.

Die Wissenschafter treibt nicht etwa Grössenwahnsinn oder Schöpfergebaren. Überhaupt geben sie sich verglichen mit gewissen Gen- und Stammzellforschern oder von Exponenten der aktuellen Modedisziplin Synthetische Biologie angenehm zurückhaltend. Ricardo verspricht nicht die Rettung des Planeten oder die Heilung schlimmer Krankheiten. Er will Fragen verstehen wie: Was ist Leben? Was ist für seine Existenz notwendig?

Auch sein Chef, Medizinnobelpreisträger Szostak, ist von wissenschaftlicher Neugier angetrieben, wie er dem «Sonntag» sagt: «Zu verstehen, wie aus Chemie Biologie entstanden ist, ist eine der grossen unbeantworteten Fragen der Wissenschaft.» Dabei bleibt auch die Religion aussen vor: «Für uns Wissenschafter sind dies einfach interessante Probleme, die wir erforschen möchten und an denen wir neue Dinge über unsere Welt lernen können.»

Zum ersten ernstzunehmenden Versuch, Leben im Labor zu erschaffen, kam es in den 1950er-Jahren. Die Experimente des jungen Stanley Miller, der mit einer Ursuppe aus einfachen chemischen Verbindungen und Blitzen mutmassliche Umweltbedingungen der Frühzeit simulierte, stehen heute in jedem Biologielehrbuch. Tatsächlich entstanden dadurch nach nur einer Woche wichtige chemische Bausteine von Lebewesen. Vom eigentlichen Ziel, eine funktionierende Zelle zu schaffen, war Miller jedoch meilenweit entfernt.

Inzwischen sind die Wissenschafter dank Fortschritten in der Molekularbiologie viel weiter. So weiss man heute, dass gewisse Moleküle sowohl Informationen speichern, als auch chemische Reaktionen steuern können. Keine Selbstverständlichkeit, denn in heutigen Zellen sind diese beiden Funktionen grundsätzlich getrennt: Die DNS (Desoxyribonukleinsäure, engl. DNA) ist für die Erbinformation zuständig und die Eiweisse für die chemischen Reaktionen.

Bei den doppelbegabten «Ur»-Molekülen handelt es sich um so genannte RNS (Ribonukleinsäure, engl. RNA). Diese ist nahe verwandt mit der DNS und in Zellen wichtig bei der Übersetzung der Erbinformation von der DNS in die Eiweisse. Viele Schöpferbiologen sind überzeugt, dass die ersten Lebensformen ausschliesslich aus RNS bestanden und dass die DNS und die Eiweisse erst im Laufe der Zeit hinzugekommen sind.

Tatsächlich gelang es vor gut einem Jahr erstmals, die komplexe Grundstruktur der RNS (so genannte Nukleotide) aus einem Gemisch mit einfachen Vorläufersubstanzen entstehen zu lassen. Für die Schöpferbiologen ein grosser Schritt vorwärts. Bei der Reaktion entstanden zwar auch falsche Substanzen. Doch erstaunlicherweise zerstörte UV-Licht, wie es auf der frühen Erde vorhanden war, diese Substanzen, sodass nur die richtigen übrig blieben. Alles in allem «ein blitzsauberer Reaktionsverlauf», so Szostak.

Doch noch sind nicht alle Fragen geklärt: «Der Schlüssel und gleichzeitig das schwierigste verbleibende Problem ist meiner Ansicht nach, wie sich Erbgut-Moleküle ohne Hilfe selbst kopieren können», sagt Szostak. Bislang klappt dies nur mit der Unterstützung komplexer Eiweisse oder anderen Tricks.

Der nächste Schritt wäre dann, dass der ganze Prozess innerhalb einer geschlossenen Membran stattfindet. Hier gelingt bereits, dass kleine Zellstrukturen mit einer Fettsäurenmembran und kurzen Nukleinsäurestücken praktisch von selber wachsen und sich schliesslich teilen. Was noch fehlt, ist der Schritt zu einer von einem eigenen Stoffwechsel angetriebenen Teilung in Tochterzellen mit gleichem Erbgut. Dann werden es die Biologen aber geschafft haben: seit vier Milliarden Jahren die erste Schöpfung eines Lebewesens auf der Erde.

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