Synthetische Genomik

Autor: Leandro Alegsa

03-11-2020

Synthetische Genomik ist eine Art der Gentechnik. Sie stellt Gene her, die in der Natur nie vorkommen.

Die synthetische Genomik verwendet keine natürlich vorkommenden Gene. Sie kann maßgeschneiderte Basenpaarreihen verwenden. In Zukunft könnte sie genetische Codes verwenden, die nicht aus den beiden Basenpaaren der DNA bestehen, die derzeit von Lebensformen verwendet werden.

Die synthetische Genomik nutzt Techniken aus der Genforschung. Forscher können lange Basenpaarketten kostengünstig und präzise in großem Maßstab herstellen. Dies ermöglicht es ihnen, Experimente an Genomen durchzuführen, die in der Natur nicht existieren. Sie verwenden auch Ideen in der Proteinfaltung und in High-End-Computereinrichtungen.

Das J. Craig Venter Institute arbeitet auf diesem Gebiet. Das Team von etwa 20 Forschern wird vom Nobelpreisträger Hamilton Smith, dem DNA-Forscher Craig Venter und dem Mikrobiologen Clyde A. Hutchison III geleitet. Die Venter-Gruppe hat ein halbsynthetisches Genom des Bakteriums Mycoplasma genitalium durch Rekombination von 25 überlappenden Fragmenten zusammengestellt. Dies geschah in einem einzigen Schritt:

"Die Verwendung der Hefe-Rekombination vereinfacht den Zusammenbau großer DNA-Moleküle sowohl aus synthetischen als auch aus natürlichen Fragmenten erheblich".

Genetiker haben das erste synthetische Chromosom für Hefe hergestellt. "Die Gene im ursprünglichen Chromosom wurden durch synthetische Versionen ersetzt, und das fertige künstliche Chromosom wurde dann erfolgreich in eine Hefezelle integriert".

Andere Unternehmen, darunter ein Unternehmen mit dem Namen Synthetische Genomik (Firma), wurden gegründet, um die vielen kommerziellen Nutzungsmöglichkeiten von kundenspezifischen Genomen zu nutzen.

Fragen und Antworten

F: Was ist Synthetische Genomik?

A: Synthetische Genomik ist eine Art der Gentechnik, bei der Gene geschaffen werden, die in der Natur nicht vorkommen. Sie verwendet keine natürlich vorkommenden Gene, sondern kann stattdessen maßgeschneiderte Basenpaarreihen verwenden.

F: Wie funktioniert die Synthetische Genomik?

A: Die synthetische Genomik nutzt Techniken aus der Genetikforschung, um lange Basenpaarketten kostengünstig und präzise in großem Maßstab zu erzeugen. Dies ermöglicht es Forschern, mit Genomen zu experimentieren, die in der Natur nicht vorkommen. Dabei werden auch Ideen aus der Proteinfaltung und High-End-Rechenanlagen genutzt.

F: Wer ist führend in der Forschung auf diesem Gebiet?

A: Das etwa 20-köpfige Forscherteam des J. Craig Venter Institute wird von dem Nobelpreisträger Hamilton Smith, dem DNA-Forscher Craig Venter und dem Mikrobiologen Clyde A. Hutchison III geleitet.

F: Was hat die Venter-Gruppe bisher erreicht?

A: Die Venter-Gruppe hat ein halbsynthetisches bakterielles Genom von Mycoplasma genitalium durch Rekombination von 25 sich überlappenden Fragmenten in einem einzigen Schritt mit Hilfe der Hefe-Rekombinationstechnologie zusammengesetzt. Außerdem haben Genetiker das erste synthetische Chromosom für Hefe hergestellt, indem sie die Gene im ursprünglichen Chromosom durch synthetische Versionen ersetzt und erfolgreich in eine Hefezelle integriert haben.

F: Gibt es kommerzielle Anwendungen für individuell gestaltete Genome?

A: Ja, es wurden Unternehmen wie Synthetic Genomics gegründet, um die vielen kommerziellen Anwendungen von maßgeschneiderten Genomen zu nutzen.

F: Welche Arten von Experimenten können mit synthetischen Genomen durchgeführt werden?

A: Mit Hilfe von Techniken der synthetischen Genomik können Experimente mit Genomen durchgeführt werden, die in der Natur nicht vorkommen, wie z.B. die kostengünstige und genaue Herstellung langer Basenpaarketten in großem Maßstab oder die Rekombination von 25 sich überlappenden Fragmenten in einem einzigen Schritt mit Hilfe der Hefe-Rekombinationstechnologie.