Biophorie-Wettbewerb 2020
Der Begriff „Biophorie“ ist ein Kompositum aus den Wörtern Biologie bzw. Biotechnologie und Euphorie, beschreibt also die Euphorie für Biotechnologie.
2020 stand der Biophorie-Wettbewerb unter dem Motto „Nobelpreisgekrönte biotechnologische Methoden“. Dazu haben wir sechs Innovationen ausgewählt und wollten von den Teilnehmerinnen und Teilnehmern wissen, welche die Biotechnologie und unser Leben am stärksten verändert hat.
Klarer Sieger mit 36 Prozent aller Stimmen war die Polymerase-Ketten-Reaktion (PCR), gefolgt von der DNA-Sequenzierung mit 27 Prozent auf Platz 2. Mit 12 Prozent schon deutlich abgeschlagen landeten Induzierte Stammzellen auf Platz 3.
Unter den Teilnehmern wurden Preise im Wert von insgesamt 1.000 € verlost. Die Gewinner sind bereits von uns benachrichtigt worden.
Bereits 2019 haben wir Biophorie-Auszeichnung als Ideenwettbewerb ins Leben gerufen und haben dabei wir Visionen für eine nachhaltige biobasierte Wirtschaft der Zukunft gesucht. Infos dazu finden Sie im Archiv.
DNA-Sequenzierung
In den Siebzigerjahren wurde die Sequenzierung erfunden. Mit dieser molekularbiologischen Methode lässt sich Erbgut ablesen, man sagt auch sequenzieren, wenn man die Abfolge der vier Basen G, A, T und C bestimmt. Mit dieser Sequenziertechnik wurde z. B. um die Jahrtausendwende das gesamte Erbgut (Genom) des Menschen gelesen sowie von Hunderten weiterer kleinerer und größere Arten. Die vergleichende Genomforschung gilt als Meilenstein für das Verständnis der Funktion von Genen, der Evolution von Arten und hat die biotechnologische Forschung in allen Bereichen, ob Medizin, Industrie oder Umwelt beflügelt.
Polymerase-Ketten-Reaktion (PCR)
Mit dieser Methode aus den Achtzigerjahren lassen sich definierte Stücke von Erbgut vervielfachen. Aus einer Kopie können so Millionen von Kopien in wenigen Stunden hergestellt werden. Diese nobelpreisgekrönte Methode hat die molekularbiologische Grundlagen- und Anwendungsforschung revolutioniert, ebenso wie z. B. die Gen-Diagnostik und die Forensik. Die PCR kommt z. B. beim Corona-Test zum Einsatz oder beim so genannten genetischen Fingerabdruck.
Gerichtete Evolution
2018 gab es den Nobelpreis für Chemie dafür, dass „die Kraft der Evolution nutzbar gemacht wurde“. Es ging dabei um die Optimierung von Enzymen für industrielle bzw. alltägliche Prozesse. Wie im evolutionären Prozess, werden nach dem Zufallsprinzip Änderungen in Gene eingeführt, die für Enzyme codieren. Danach werden die daraus resultierenden Enzyme darauf hin untersucht, ob eine gewünschte Eigenschaft sich eingestellt hat oder nicht. Heute werden neue Enzyme so routinemäßig produziert und für die Herstellung zahlreicher Produkte verwendet, etwa für Waschmittel, Pharmazeutika, Nahrungsmittel, Textilien oder Biokraftstoffe. So können auch teure und z. T. toxische chemische Prozesse durch umweltfreundlichere biologische Vorgänge ersetzt werden.
DNA-Scheren und Gentechnik
Ende der Sechzigerjahre wurden die so genannten Restriktionsenzyme entdeckt. Sie schneiden doppelsträngige Erbgutstränge jeweils an verschiedenen molekularen Erkennungsmustern. So wurde es möglich, gezielt Stücke (z. B. Gene) aus dem Erbgut herauszuschneiden, die dann in einen anderen Organismus überführt werden konnten, wo sie sozusagen wieder in das Erbgut „eingeklebt“ werden. Die Entdeckung dieser präzisen molekularen Werkzeuge ebnete den Weg zur Erfindung der Gentechnik in den Siebzigerjahren. So wurde es möglich z. B. das Gen für Humaninsulin in Bakterien zu überführen und so in großen Mengen herzustellen. Auch Enzyme für die Käseherstellung werden so produziert und Maispflanzen werden so resistent gegen Schädlinge gemacht.
Induzierte Stammzellen
Stammzellen sind Zellen, die sich in verschiedene andere Zellen umwandeln können, z. B. in Leberzellen oder Hautzellen. Solche Stammzellen kommen natürlicherweise in Embryonen vor und sind sowohl für die Grundlagenforschung als auch für lebenserhaltende Therapien wichtig. Embryonale Stammzellen für Forschungszwecke zu nutzen, stand aber schon immer in der Diskussion, da dies für viele aus ethischen Gründen nicht vertretbar ist. Ein Durchbruch gelang 2006, als es möglich wurde ausdifferenzierte Körperzellen durch die Aktivierung von vier Genen in Stammzellen zurück zu verwandeln. So können jetzt so genannte menschliche induzierte Pluripotenten Stammzelle „iPS“ aus Körperzellen hergestellt werden und stehen so der Forschung zur Verfügung.
Genom-Editierung
Anfang dieses Jahrtausends erforschten Wissenschaftler das „Immunsystem“ von Bakterien, mit dem sich diese gegen eindringende Viren schützen können. Dieses CRISPR/Cas-System kann definierte Erbgut-Sequenzen erkennen und schneiden, es besteht sozusagen vereinfacht ausgedrückt aus einem Scanner und einer Schere. Der Scanner kann individuell eingestellt werden, so dass das CRISPR/Cas-System auf jede beliebige Stelle im Erbgut angepasst werden kann. Es können auch mehrere Stellen gleichzeitig angesteuert werden. Nach dem Schnitt repariert die Zelle die Schnittstelle wieder, so entstehen im einfachsten Fall Mutationen. CRISPR/Cas9 und verwandte mittlerweile entdeckte Systeme haben die Laborarbeit durchgreifend verändert. Wissenschaftler weltweit nutzen die Technologie für Therapien, industrielle Prozesse und v. a. in der Pflanzenzucht.