Sublogo 17.01.2012 | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | 1 Synthetische Biologie Vortrag von Sandra Meyer am 17.01.12 im Seminar zur „Krise der Wissenschaften“

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1 Sublogo 17.01.2012 | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | 1 Synthetische Biologie Vortrag von Sandra Meyer am 17.01.12 im Seminar zur „Krise der Wissenschaften“

2 Sublogo 17.01.2012 | 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

3 Sublogo 17.01.2012 | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | 3 1. Grundlagen der Biologie  Der Aufbau der DNS Quelle: http://www.tgg- leer.de/projekte/genetik/dna2/dna2.ht ml (13.01.12)

4 Sublogo 17.01.2012 | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | 4 1. Grundlagen der Biologie  Die DNS-Replikation in der Zelle Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Replikation (13.01.12)

5 Sublogo 17.01.2012 | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | 5 1. Grundlagen der Biologie  Die Polymerase-Kettenreaktion im Reagenzglas Quelle: http://www.scheffel.og.bw.schule.de/faecher/science/biologie/n atworking/natworking.htm (13.01.12)

6 Sublogo 17.01.2012 | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | 6 1. Grundlagen aus der Biologie  Der Aufbau einer Zelle Quelle: http://www.prüfung- ratgeber.de/2011/12/19/die-zelle-aufbau-und- funktion/ (13.01.12)

7 Sublogo 17.01.2012 | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | 7 1. Grundlagen aus der Biologie  Die Proteinbiosynthese Quelle: http://www.roche.de/diagnostics/gendiagnostik/grundlag en_gene.htm (13.01.12) 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)

8 Sublogo 17.01.2012 | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | 8 2. Definition Synthetische Biologie  Biologische Systeme und Organismen nachbauen  Unabhängig von der Natur  Ingenieurwissenschaftliche Techniken

9 Sublogo 17.01.2012 | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | 9 2.1 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: http://www.moviepilot.de/news/nach- transformers-und-g-i-joe-kommt-lego-the- movie-103633 (02.01.12)

10 Sublogo 17.01.2012 | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | 10 2.1 b) künstliche Biomoleküle  Neue Aminosäuren zum Arsenal hinzufügen  Neue DNS-Basen für neue Kodierungen Quelle: http://www.wissenschaftsmarkt.uni-mainz.de/121.php (02.01.12)

11 Sublogo 17.01.2012 | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | 11 2.1 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

12 Sublogo 17.01.2012 | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | 12 3. 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

13 Sublogo 17.01.2012 | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | 13 3. 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: http://de.dreamstime.com/li zenzfreie-stockfotografie- wissenschaftler-mit- erfindung--image12105737 (02.01.12)

14 Sublogo 17.01.2012 | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | 14 4. 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 (02.01.12)

15 Sublogo 17.01.2012 | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | 15 5. Sichtweisen einer Krise  Wissenschaftler als Eigentümer / Agenten von biotechnologischen Firmen

16 Sublogo 17.01.2012 | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | 16 Wissenschaftler als Eigentümer / Agenten von biotechnologischen Firmen Quelle: http://www.etcgroup.org/en/node/4797 (02.01.12)

17 Sublogo 17.01.2012 | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | 17 5. Sichtweisen einer Krise  Von Unternehmen gesponserte Forschung

18 Sublogo 17.01.2012 | 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: http://de.wikipedia.org/wiki/BRCA1 (02.01.12)

19 Sublogo 17.01.2012 | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | 19 5. Sichtweisen einer Krise  Ende der Biologie in Sicht?

20 Sublogo 17.01.2012 | 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: http://www.academics.de/wissenschaft/vom_veraen derer_zum_schoepfer_synthetische_biologie_chanc en_risiken_und_verantwortungsfragen_39393.html (02.01.12) Quelle: http://www.zeit.de/wissen/2011- 02/zellprogrammierer-synthetische-biologie (02.01.12)

21 Sublogo 17.01.2012 | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | 21 5. Sichtweisen einer Krise  Biosafety und Biosecurity

22 Sublogo 17.01.2012 | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | 22 Biosafety  Risiken und Nebenwirkungen von (unbeabsichtigter) Interaktion von synthetischen Lebewesen mit der natürlichen Umwelt

23 Sublogo 17.01.2012 | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | 23 Biosafety Lebende Systeme außer Kontrolle Folgen für Gesundheit und Natur Quelle: http://www.mediafreedom.at/foto/puscapor/5205 (02.01.12) Quelle: http://www.allmystery.de/themen/uh60450-40 (02.01.12)

24 Sublogo 17.01.2012 | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | 24 Biosecurity  Missbrauch der Synthetischen Biologie für terroristische Zwecke

25 Sublogo 17.01.2012 | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | 25 Biosecurity Genbaukästen für jedermann Biohackery Öffentliche Daten Quelle: www.simplethings.de/ webentwicklung/datenbanken/ (02.01.12) Quelle: http://hobby-zentrum- schneider.com/shop/index.php?cPath=431_437_439 (02.01.12) Quelle: http://denis-l.de/profi-hacker/ (02.01.12)

26 Sublogo 17.01.2012 | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | 26 5. Sichtweisen einer Krise  Wann ist Leben „Leben“?

27 Sublogo 17.01.2012 | 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.”

28 Sublogo 17.01.2012 | 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“

29 Sublogo 17.01.2012 | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | 29 Wann ist Leben „Leben“? Quelle: auscichlids.com/forum/ index.php?topic=369.0 (02.01.12) Quelle: bremskiller-team.de/ thread.php?threadid=229... (02.01.12) Spielen wir Gott? Ist das noch natürlich?

30 Sublogo 17.01.2012 | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | 30 5. Sichtweisen einer Krise  Missbrauch des Lebendigen?

31 Sublogo 17.01.2012 | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | 31 Missbrauch des „Lebendigen“? Quelle: http://www.heise.de/tp/artikel/21/21421/1.html (02.01.12) Quelle: http://pixelextravaganza.com/index.php?/chancen/synth etische-biologie/ (02.01.12) Lebewesen als Informationsspeicher Organismen als Maschinen

32 Sublogo 17.01.2012 | Fachbereich Mathematik | Sandra Meyer | 32 5. 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, 1984. [3] B. Bensaude-Vincent. Materials as Machines. 2006. [4] B. Bensaude-Vincent. Biomimetic Chemistry and Synthetic Biology: A Two-way Traffic Across the Borders. 2009. [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, 2007. [6] P. Dabrock. Was ist Leben - im Zeitalter seiner technischen Machbarkeit? Verlag Karl Alber, 2011. [7] B. Friedrich, P. Gehring, V. Gerhardt, R. Kollek, and Ch. Rehmann-Sutter. Nachgefragt – Wissenschaftler zur Synthetischen Biologie. 2010. [8] A. Grunwald. Vom Veränderer zum Schöpfer. 2010. [9] Prof. Dr.-Ing. M. Kleiner, Prof. Dr. R. Hüttl, and Prof. Dr. V. ter Meulen. Synthetische Biologie- Standpunkte. 2009. [10] Michel Morange. Synthetic Biology: A Bridge Between Functional and Evolutionary Biology, 2009. [11] S. Müller-Wille and H.J. Rheinberger. Das Gen im Zeitalter der Postgenomik: eine wissenschaftshistorische Bestandsaufnahme. Edition Unseld. Suhrkamp, 2009. [12] Markus Schmidt. Diffusion of synthetic biology: a challenge to biosaety. 2008. [13] Dr. Nora Schultz. Perspektivenpapier Synthetische Biologie. 2009. [14] M. Schmidt, A. Kelle, and H. Vriend. Synthetic Biology: The Technoscience and Its Societal Consequences. Springer, 2009.