Con l’intelligenza artificiale: i ricercatori vogliono costruire cellule artificiali Vita e conoscenza

Es klingt wie die Unbefleckte Empfängnis der Jungfrau Maria. Oder die Erschaffung von Frankensteins Monster….

„Was ist Leben? Wie entsteht aus unbelebten Molekülen eine lebende Zelle?“. Um diese Fragen zu beantworten, wollen u.a. Forscher der Technischen Universität Delft (Niederlande) mithilfe von Labor-Evolution und künstlicher Intelligenz erstmals eine lebende synthetische Zelle aus leblosen Biomolekülen bauen.

Alle Lebewesen bestehen aus Zellen, und alle Zellen bestehen aus Molekülen. Doch diese Moleküle sind nicht lebendig, eine Zelle aber schon. Wie wird also aus unbelebten Molekülen eine lebendige Zelle? Wie viele Bestandteile werden benötigt und wie müssen diese miteinander verbunden sein, damit eine lebendige Zelle entsteht? Das sind die großen Fragen, die die Forscher beantworten wollen.

Mit der Verwirklichung des Traums, eine synthetische Zelle zu bauen, strebt das Team einen Durchbruch in den Biowissenschaften an, „vergleichbar mit der Entdeckung der Doppelhelix der DNA oder der Entschlüsselung des menschlichen Genoms“, so die Universität. Das Forschungsprogramm mit dem Titel „Evolving life from non-life“ oder kurz „EVOLF“ wurde vom Niederländischen Forschungsrat (NWO) mit 40 Millionen Euro gefördert.

Künstliche Zelle soll mithilfe von KI entstehen

Das EVOLF-Team will die Lücke zwischen Leben und Nichtleben schließen, indem es eine lebende synthetische Zelle aus unbelebten Biomolekülen aufbaut. Dieser Ansatz knüpft an frühere Pionierarbeiten in Biophysik und Biochemie, bei denen die Wissenschaftler bereits Zellmodule mit einem minimalen Genom, Stoffwechsel und Zellteilung geschaffen haben.

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Mit einem vollkommen neuen Ansatz, bei dem künstliche Intelligenz (KI) und gesteuerte Evolution im Labor eingesetzt werden, will das Team die Frage beantworten, wie Leben funktioniert. Forscherin Kristina Ganzinger: „Mithilfe künstlicher Intelligenz können wir Parameter viel effektiver scannen, um komplexe Netzwerke biochemischer Reaktionen zu optimieren.“ Die entscheidende Frage dann: Wie integriert man alle einzelnen Zellfunktionen in eine synthetische Zelle, die sich replizieren, kommunizieren und entwickeln kann?

Wie behält man die Kontrolle über synthetisches Leben?

Aber: „Von einem solchen synthetischen, lebensähnlichen System sind wir noch mehr als zehn Jahre entfernt“, sagt Dr. Bert Poolman, Professor für Biochemie an der Universität Groningen, der seit Jahren im Rahmen des BaSyc-Programms an der Entwicklung künstlicher Zellen arbeitet, zu „The Debrief“. „In der Zwischenzeit lernen wir viele biologische Mechanismen kennen und entdecken überraschende Eigenschaften, die entstehen, wenn biologische Komponenten zusammengebracht werden.“

Im EVOLF-Labor sollen Philosophen und Geisteswissenschaftler gemeinsam mit den Wissenschaftlern an einer neuen Definition des Lebens sowie an verantwortungsvollen Forschungsrichtlinien arbeiten. Auch um Bedingungen zu schaffen, um die volle Kontrolle über das synthetische Leben zu behalten.