Künstliche Zelle aus dem Labor frisst und teilt sich

Was ist Leben? Diese Frage treibt Forscher seit Jahrhunderten um. Eine Möglichkeit, sie zu beantworten, ist der Bau einer künstlichen Zelle – eines Systems aus einfachen Molekülen, das die Eigenschaften lebender Organismen nachahmt. Ein Team um Katarzyna P. Adamala von der University of Minnesota hat nun einen großen Schritt in diese Richtung gemacht. Die Forscher präsentieren eine künstliche Zelle namens SpudCell, die mehrere zentrale Lebensfunktionen vereint: Sie nimmt Nahrung auf, wächst, vervielfältigt ihre DNA und teilt sich.

SpudCell besteht aus einer fettartigen Hülle, die einer Zellmembran ähnelt, und einem Genom mit 36 Genen auf sieben ringförmigen DNA-Stücken. Hinzu kommen Moleküle, die die DNA ablesen und Proteine herstellen. Die Zelle ernährt sich von kleinen Membranbläschen, die Zucker und andere Bausteine enthalten. Spezielle Ankerproteine binden diese Bläschen an die Hülle, woraufhin sie mit ihr verschmelzen und ihren Inhalt freigeben. Auf diese Weise kann SpudCell wachsen und ihre DNA kopieren. Zur Teilung nutzt die Zelle Proteine, die die Hülle einschnüren – ohne ein Zellskelett, wie es natürliche Zellen besitzen.

Die Veröffentlichung der Studie sorgt jedoch für Aufruhr. Statt in einer Fachzeitschrift mit Peer-Review – also der Prüfung durch unabhängige Experten – erschien die Arbeit auf der Website der neu gegründeten Organisation „Biotic“, die Adamala mit Kollegen ins Leben rief. Zudem hatten die Autoren vorab Medien Zugang zu den Ergebnissen gewährt, was zu euphorischen Berichten führte. Mehrere Forscher kritisieren, dass die Daten nicht ausreichend geprüft seien. So ist unklar, ob die Zellteilung wirklich durch die entwickelten Proteine oder nur durch einen eingesetzten Membranfilter zustande kommt.

Trotz der Kontroversen sehen viele Fachleute die Arbeit als wichtigen Fortschritt. Bislang gelang es nur, einzelne biologische Funktionen wie Proteinproduktion oder Membranteilung in künstlichen Systemen nachzubilden. SpudCell vereint mehrere dieser Funktionen in einem System – eine enorme technische Herausforderung. Sollten die Ergebnisse einer Nachprüfung standhalten, wäre dies ein Meilenstein auf dem Weg zu einer vollständig künstlichen Zelle. Solche Zellen könnten nicht nur Grundfragen der Biologie beantworten, sondern auch praktische Anwendungen finden, etwa in der Medikamentenproduktion oder als winzige Fabriken für Chemikalien.