Sublogo | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | 1 Synthetische Biologie Vortrag von Sandra Meyer am im Seminar zur „Krise der Wissenschaften“

Sublogo | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | 2 Übersicht  1. Grundlagen aus der Biologie  2. Definition Synthetische Biologie  3. Geschichte der Synthetischen Biologie  4. Anwendungen  5. Sichtweisen einer Krise

Sublogo | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | 3 1. Grundlagen der Biologie  Der Aufbau der DNS Quelle: leer.de/projekte/genetik/dna2/dna2.ht ml ( )

Sublogo | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | 4 1. Grundlagen der Biologie  Die DNS-Replikation in der Zelle Quelle: ( )

Sublogo | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | 5 1. Grundlagen der Biologie  Die Polymerase-Kettenreaktion im Reagenzglas Quelle: atworking/natworking.htm ( )

Sublogo | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | 6 1. Grundlagen aus der Biologie  Der Aufbau einer Zelle Quelle: ratgeber.de/2011/12/19/die-zelle-aufbau-und- funktion/ ( )

Sublogo | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | 7 1. Grundlagen aus der Biologie  Die Proteinbiosynthese Quelle: en_gene.htm ( ) Die DNS wird in die m-RNS überschrieben (Transkription) Die m-RNS verlässt den Zellkern An den Ribosomen wird die m-RNS „gelesen“ und in eine Aminosäure-Sequenz übersetzt (Translation)

Sublogo | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | 8 2. Definition Synthetische Biologie  Biologische Systeme und Organismen nachbauen  Unabhängig von der Natur  Ingenieurwissenschaftliche Techniken

Sublogo | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | a) BioBricks  „Bausteine“, standardisiert und leicht zu verbinden  Kodieren Protein oder Genregulierungsschritt  Werden in sogenannten Plasmiden aufbewahrt  Werden in Datenbanken gespeichert  Breite Forschung für mehrere Anwendungen  BioBricks Foundation, Massachusetts Institute of Technology Quelle: transformers-und-g-i-joe-kommt-lego-the- movie ( )

Sublogo | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | b) künstliche Biomoleküle  Neue Aminosäuren zum Arsenal hinzufügen  Neue DNS-Basen für neue Kodierungen Quelle: ( )

Sublogo | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | c) Minimalorganismus  Nur die allerwichtigsten Funktionen zum Leben  Bottom up-Technik: oNur notwendigste Bestandteile hinzunehmen oTeilweise ganz andere Materialien als in der Natur  Bottom down-Technik: oVon kleinen Genomen werden systematisch Gene abgeschaltet oSolange schrumpfen, bis nur noch die nötigsten Gene vorhanden sind

Sublogo | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | Geschichte  1956: DNS-Polymerase isoliert  1956: erste Proteinsequenzen in Datenbanken  1960: DNS an verschiedenen Stellen zerschneiden  1960: DNS verschiedener Organismen verbunden  1974: Erstes Patent auf Plasmid beantragt (1980 erteilt)  1975: Erste Pläne für ein Moratorium  1978: GenTech Inc. Vermehrt menschliches Insulin in Bakterien  1983: obiges Insulin kommt auf den Markt  1980: erstes Patent auf Mikroorganismus  1983/84: Polymerase-Kettenreaktion (PK)  ~1987: Humangenomprojekt etabliert  1992: Patent zur PK wird verkauft

Sublogo | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | Geschichte  1993: Nobelpreis für den Erfinder der PK  2003: Menschliches Genom entschlüsselt  2007: erstes synthetisches Genom hergestellt  Heute: öffentlich zugängliche Gendatenbanken mit DNS- Sequenzen, gezielte Abfrage von Genomkarten möglich  Der Wissenschaftler: Vom Beobachter zum Experimentator zum genetic engineer  Theorie folgt aus gewonnenen Daten Quelle: zenzfreie-stockfotografie- wissenschaftler-mit- erfindung--image ( )

Sublogo | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | Anwendungen  Lebewesen als Informationsspeicher  Medikament gegen Malaria en masse produzieren  Synthese des Polio-Virus  Darwins „survival of the fittest“ auch in synthetischen Systemen  Versuch, die Evolution nachzuspielen  Erforschung der Aufgaben verschiedener Enzyme  Beschleunigung der Forschung  Verlassen der „Sackgassen“ der Evolution  Neue Aminosäuren einbringen  Herstellung von Chemikalien mittels Bakterien  DNS-Vakzine und somatische Gentherapie  Und noch vieles mehr… Quelle: commons.wikimedia.org/ wiki/File:Lego_DNA.jpg ( )

Sublogo | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | Sichtweisen einer Krise  Wissenschaftler als Eigentümer / Agenten von biotechnologischen Firmen

Sublogo | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | 16 Wissenschaftler als Eigentümer / Agenten von biotechnologischen Firmen Quelle: ( )

Sublogo | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | Sichtweisen einer Krise  Von Unternehmen gesponserte Forschung

Sublogo | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | 18 Von Unternehmen gesponsorte Forschung - Beispiel  1994: Sequenzierung von BRCA (Brustkrebsgen) an der University of Utah  Geld: öffentlich und privat (Myriad Genetics)  Agreement: Patent der Universität, Lizenz zum Testen des Genes geht ausschließlich an die beteiligten Unternehmen  Ohne das private Geld wäre die Forschung nicht möglich gewesen Quelle: ( )

Sublogo | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | Sichtweisen einer Krise  Ende der Biologie in Sicht?

Sublogo | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | 20 Ende der Biologie in Sicht? Ist die Evolution am Ende? Gibt es eine neue Evolution? Geht Biologie in Chemie über? Der Ursprung des Lebens ist geklärt. Und nun? Quelle: derer_zum_schoepfer_synthetische_biologie_chanc en_risiken_und_verantwortungsfragen_39393.html ( ) Quelle: 02/zellprogrammierer-synthetische-biologie ( )

Sublogo | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | Sichtweisen einer Krise  Biosafety und Biosecurity

Sublogo | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | 22 Biosafety  Risiken und Nebenwirkungen von (unbeabsichtigter) Interaktion von synthetischen Lebewesen mit der natürlichen Umwelt

Sublogo | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | 23 Biosafety Lebende Systeme außer Kontrolle Folgen für Gesundheit und Natur Quelle: ( ) Quelle: ( )

Sublogo | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | 24 Biosecurity  Missbrauch der Synthetischen Biologie für terroristische Zwecke

Sublogo | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | 25 Biosecurity Genbaukästen für jedermann Biohackery Öffentliche Daten Quelle: webentwicklung/datenbanken/ ( ) Quelle: schneider.com/shop/index.php?cPath=431_437_439 ( ) Quelle: ( )

Sublogo | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | Sichtweisen einer Krise  Wann ist Leben „Leben“?

Sublogo | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | 27 Wann ist Leben „Leben“?  B. Bensaude-Vincent: „Since then, we are totally unable to define the exact boundary which separates life from physical phenomena of nature, we may fairly conclude that no such separation exists.”

Sublogo | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | 28 Wann ist Leben „Leben“?  M. Morange: „Evolution is open, and reality is to be constructed by humans  T. Knight: „The genetic code is 3.6 billion years old. It‘s time for a rewrite.“  „Wir korrigieren die Fehler der Evolution“

Sublogo | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | 29 Wann ist Leben „Leben“? Quelle: auscichlids.com/forum/ index.php?topic=369.0 ( ) Quelle: bremskiller-team.de/ thread.php?threadid= ( ) Spielen wir Gott? Ist das noch natürlich?

Sublogo | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | Sichtweisen einer Krise  Missbrauch des Lebendigen?

Sublogo | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | 31 Missbrauch des „Lebendigen“? Quelle: ( ) Quelle: etische-biologie/ ( ) Lebewesen als Informationsspeicher Organismen als Maschinen

Sublogo | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | Quellen [1] J. Biddle. Bringing the Marketplace into Science: On the Neoliberal Defense of the Commercialization of Scientific Research, 2010 [2] J.R. Brown. Scientific rationality: the sociological turn. University of Western Ontario series in philosophy of science. D. Reidel, [3] B. Bensaude-Vincent. Materials as Machines [4] B. Bensaude-Vincent. Biomimetic Chemistry and Synthetic Biology: A Two-way Traffic Across the Borders [5] B. Bensaude-Vincent and W.R. Newman. The artificial and the natural: an evolving polarity. Dibner Institute studies in the history of science and technology. MIT Press, [6] P. Dabrock. Was ist Leben - im Zeitalter seiner technischen Machbarkeit? Verlag Karl Alber, [7] B. Friedrich, P. Gehring, V. Gerhardt, R. Kollek, and Ch. Rehmann-Sutter. Nachgefragt – Wissenschaftler zur Synthetischen Biologie [8] A. Grunwald. Vom Veränderer zum Schöpfer [9] Prof. Dr.-Ing. M. Kleiner, Prof. Dr. R. Hüttl, and Prof. Dr. V. ter Meulen. Synthetische Biologie- Standpunkte [10] Michel Morange. Synthetic Biology: A Bridge Between Functional and Evolutionary Biology, [11] S. Müller-Wille and H.J. Rheinberger. Das Gen im Zeitalter der Postgenomik: eine wissenschaftshistorische Bestandsaufnahme. Edition Unseld. Suhrkamp, [12] Markus Schmidt. Diffusion of synthetic biology: a challenge to biosaety [13] Dr. Nora Schultz. Perspektivenpapier Synthetische Biologie [14] M. Schmidt, A. Kelle, and H. Vriend. Synthetic Biology: The Technoscience and Its Societal Consequences. Springer, 2009.