(fw) Wer diesen Sommer als Studierender Lust und Interesse hat, an einem wissenschaftlichen Wettbewerb teilzunehmen, dem bietet sich nun eine ungewöhnliche Gelegenheit. Junge Wissenschaftler von 12 Universitäten aus Europa und Nordamerika werden in interdisziplinären Achterteams versuchen, innerhalb weniger Monate ein "biologisches Designprojekt" erfolgreich abzuschliessen. Neben Studierenden der ETH Zürich werden beispielsweise auch Nachwuchsforscher vom MIT, der Harvard University oder dem Caltech am Wettbewerb teilnehmen.

Gezielter Bau von Organismen

Das Projekt ist im Bereich synthetische Biologie angesiedelt, wie Sven Panke, Assistenzprofessor am Institut für Verfahrenstechnik der ETH Zürich erklärt. "Bei der synthetischen Biologie geht es darum, Verfahren der Biologie mit Ingenieurmethoden zu kombinieren. Wenn man heute einen Organismus mit bestimmten Eigenschaften erzeugen will, dann ist dies zuerst einmal mit viel Frust verbunden – langwieriges Klonieren, schwierige Vorhersagen, wenig übertragbare "Bausteine" erschweren die Arbeit. Demgegenüber gehen Ingenieure ganz anders vor, wenn sie in ihrem Bereich eine vergleichbare Aufgabe lösen müssen. Im Ingenieurbereich sind heute beispielsweise Design und Fabrikation getrennt; in der Biologie hingegen muss man meistens die ganze Prozesskette beherrschen. Ingenieure orientieren sich an Standards – Biologie lebt von Komplexität und der speziellen Lösung. Die Frage ist nun, wie man die Biologie 'engineerable' machen könnte." In den letzten Jahren wurden in der Fachliteratur einige interessante Ansätze in diese Richtung vorgestellt. Dazu gehören beispielsweise Schaltkreise aus DNA. Zudem wurden grosse Fortschritte bei der Trennung von Design und Fertigung erzielt. Die DNA-Synthese etwa kann heute zu ökonomischen Preisen nach aussen vergeben werden.

Die Aufgabe der Wettbewerbsteilnehmer besteht nun darin, eine originelle Idee für eine neue biologische Funktion zu entwickeln. Die Umsetzung besteht dann darin, ein biologisches System zunächst abstrakt anhand von formalen Kriterien und mit Computersimulationen zu entwerfen und es dann aus verschiedenen – standardisierten – biologischen Teilen zusammenzusetzen. Die Systeme müssen dabei eine gewisse Robustheit erreichen, unter bestimmten klar definierten Spezifikationen also stabil funktionieren. Ganz im Sinne des Ingenieuransatzes müssen die Studierenden die benötigten DNA-Sequenzen nicht selber herstellen, sondern können diese bei einer spezialisierten Firma bestellen.

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