In der Zellforschung wenden Biologen immer mehr die synthetische Biologie an. Dabei handelt es sich um eine Technik, mit der man versucht, biologische Modelle zu schaffen, die man in der Natur nicht findet. Ziel dabei ist es, neue Funktionalitäten zu finden, aber auch bestehende Abläufe besser zu verstehen. Während die Gentechnik sich nur auf die Funktionen von Genen konzentriert, will man in der synthetischen Biologie neue Systeme erzeugen. Dafür gibt es unterschiedliche Ansätze.
Chemische Biologie
Hierbei wird das Modell eines Vorbildes aus der Natur auf seine chemischen Abläufe reduziert und dann entsprechend verändert. Diese Modelle weisen sowohl die natürlichen Eigenschaften auf als auch neue, die durch Anpassungen in den Zellen ausgelöst werden. Das tiefere Verständnis dieser Prozesse ist zum Beispiel in der Krebsforschung bedeutend.
Tests an Lebewesen
Wenn man entsprechende chemische Modelle entworfen hat, können diese dann an Lebewesen getestet werden. Man spricht dann von der biomimetischen Biologie, weil man hier bestehende Prozesse versucht nachzubauen, zu verbessern und dann wieder in der Praxis umzusetzen. Zum Beispiel wurden genetische Schaltkreise am Computer konstruiert und dann in Zellen eingesetzt. Man kann so die Auswirkungen auf den gesamten Organismus betrachten. Das Verfahren ist allerdings wegen der ethischen Probleme und möglicher Gefahren nicht unumstritten.
Biologische Schaltkreise
Bei diesem Ansatz, der auch Minimalgenom genannt wird, versuchen Wissenschaftler die Prozesse in Organismen soweit zu reduzieren, dass man ein minimales Gerüst erhält, auf dem man dann neue Formen aufstecken kann, sogenannte Bioparts. Am Ende steht ein neues biologisches System, das allerdings der Evolution unterworfen ist. Eine der großen Herausforderungen ist es, diese neuen Systeme so robust zu machen, dass es keine Mutationen gibt.
Mit der synthetischen Biologie haben Wissenschaftler ein neues, vor allem interdisziplinäres Feld geschaffen, das viele neue Möglichkeiten der Zell- und Genforschung bietet. Erste Versuche mit Fliegen zeigen beeindruckend, wie diese Forschung in der Praxis aussieht.