Aus dem Forschungslabor

Weltweit beschreiten Forscher unterschiedliche Wege, Organismen so zu verändern, dass sie bestimmte Eigenschaften annehmen – etwa für personalisierte Stammzelltherapien oder um Arzneimittel ohne Tierversuche zu prüfen. Jedoch erlauben die meisten der eingesetzten Methoden – als prominentestes Beispiel sei CRISPR genannt – recht wenig Einfluss auf die Struktur der veränderten Organismen und somit auch auf ihre Funktion. Bongard und seine Kollegen gehen mit Xenobots einen anderen Weg, für den sie Robotik und synthetische Biologie kombinieren.

Zwei Zellarten kombiniert

Dabei kombiniert ein Computer ein paar hundert Zellen zu verschiedenen Formen, immer mit dem Ziel, dass der so entstehende Zellhaufen eine von den Forschern gestellte Aufgabe meistern kann – etwa sich gezielt in eine Richtung zu bewegen. Dafür kommen zwei verschiedene Zelltypen zum Einsatz: pluripotente Stammzellen sowie Vorläufer von Herzmuskelzellen. Die Stammzellen sind dabei statisch, aber sie haben das Potenzial, eine Art Gewebe zu bauen. Herzmuskelzellen dagegen können pulsieren und liefern so die Bewegung.

Den "Bauplan" erstellte letztendlich der Deep Green Supercomputer an der Universität Vermont unter Einsatz künstlicher Intelligenz, in diesem Fall eines "Evolutionären Algorithmus". Dieser setzt die Zellen zunächst zufällig zusammen und ermittelt dann die Kombinationen, die die gestellte Aufgabe in der Simulation am besten bewältigen. Nach zahlreichen Durchläufen wählten die Forscher schließlich die vielversprechendsten aus, um sie im Labor aus echten Zellen nachzubauen.

Der komplette Artikel ist nur für Abonnenten des ADMIN Archiv-Abos verfügbar.