Was ist Leben? Natur- und lebenswissenschaftliche Forschung erhält 9,8 Mio. Euro Projektförderung

Was sind die Grundprinzipien des Lebens? Dieser fundamentalen Frage widmen sich sieben Forschungsgruppen, die für ihre Projektideen an der Grenze zwischen Natur- und Lebenswissenschaften rund 9,8 Mio. Euro von der VolkswagenStiftung erhalten. Die wissenschaftlichen Vorhaben haben bspw. die embryonale Entwicklung, Nervenzellaktivitäten oder auch die Umwandlung von CO2 in organische Verbindungen zum Thema.

Life Volvox
Die mehrzellige Grünalge Volvox aureus könnte als Modellorganismus für Anträge in der Förderinitiative dienen. (Foto: micro_photo - Fotolia.com)

Was ist Leben? Diese Frage steht im Mittelpunkt der Förderinitiative, mit der die VolkswagenStiftung Forschung an der Grenze zwischen den Natur- und Lebenswissenschaften unterstützen will. Denn die ehemals klare Unterscheidung zwischen lebenden Organismen und nicht-lebenden chemischen und physikalischen Systemen weicht zunehmend auf. Neue methodische Ansätze tun sich auf, innovative Forschungsfelder wie die synthetische Biologie oder auch die Bereiche der künstlichen Intelligenz und Robotik verhelfen zu neuen Erkenntnissen über den Ursprung und die Entwicklung, die Prinzipien sowie die Merkmale des Lebens.

In der zweiten Ausschreibungsrunde von "Leben? – Ein neuer Blick der Naturwissenschaften auf die grundlegenden Prinzipien des Lebens" wurden 95 Anträge zur Förderung sowohl von Einzelprojekten als auch integrativen und internationalen Kooperationsvorhaben bei der Stiftung eingereicht. Aus diesen hat das Kuratorium der VolkswagenStiftung sieben Anträge zur Förderung ausgewählt – mit einer Gesamtfördersumme von 9,8 Mio. Euro. Gerne vermitteln wir für Ihre Berichterstattung Kontakt zu den neu geförderten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern.

Beispielhaft werden im Folgenden drei Bewilligungen vorgestellt:

Bringing Inorganic Carbon to Life with Artificial CO2-fixation in a Minimal Cell (rd. 1,5 Mio. Euro; Max-Planck-Institut für terrestrische Mikrobiologie, Marburg; Universität Marburg; J. Craig Venter Institute, USA)

Designerzellen, auch Minimalzellen genannt, sollen so umprogrammiert werden, dass sie einen komplett neuen Weg entwickeln, auf dem sie CO2 binden und umwandeln können. Dieser neue Weg kann als Alternative zu natürlich entstandenen CO2-Umwandlungswegen dienen, wie sie etwa während der Photosynthese bei Pflanzen vorkommen. Durch die neuen Synthesewege von CO2 sollen organische Verbindungen leicht hergestellt werden können, die wir im täglichen Leben benötigen – etwa für Produktion von Nahrungsmitteln, Treibstoffen und Pharmazeutika direkt aus CO2. Die fundamentale Eigenschaft des Lebens, unbelebten Kohlenstoff in organische Verbindungen umzuwandeln, soll somit genau erforscht, nachgeahmt und sogar neu erfunden werden.

Genome SCRaMbLEing: An Experimental Approach to Understand Life’s Organization at a Molecular Level (rd. 1,3 Mio. Euro; Europäisches Laboratorium für Molekularbiologie, Heidelberg; University of Manchester, GB)

Warum ist das Erbgut eines Lebewesens, also sein Genom, so organisiert, wie wir es in der Natur vorfinden? Warum haben sich Genome so geformt, wie sie sind – und wie hätten sie sich anders formen können? Diese Prinzipien, die die Organisation von Leben auf grundlegender Ebene regulieren, stehen im Fokus des Forschungsprojekts. Denn heute lassen sich ganze Genome durch künstlich hergestellte DNA ersetzen, anhand derer sich erforschen lässt, was mit diesen Bausteinen des Lebens erreicht werden kann. Mithilfe eines Prozesses namens SCRaMbLE lässt sich das Genom des vollsynthetischen Hefepilzes Saccharomyces cerevisiae 2.0 auf Abruf gänzlich umgestalten. Diese Option macht sich die Forschergruppe zunutze, um verschiedene Prozesse, die in der DNA eines Organismus gespeichert sind, zu untersuchen. Beispielsweise wollen sie klären, ab wann Genome so unterschiedlich werden, dass neue Spezies entstehen.

The Spark of Life: Initiation of Transcription in Embryos, and Recapitulating such in Synthetic Nuclei (rd. 1,5 Mio. Euro; Max-Planck-Institut für molekulare Zellbiologie und Genetik, Dresden)

Eine Eizelle enthält, sobald sie befruchtet wurde, alle notwendigen Informationen, um aus sich selbst heraus einen kompletten Organismus zu erzeugen. Der sich entwickelnde Embryo benötigt für einen kurzen initialen Zeitraum die Bausteine, die ihm von der Mutterzelle mitgegeben wurden. Sobald aber der "Funke des Lebens" überspringt, beginnt der Embryo, die Instruktionen, die er auf seiner DNA trägt, zu nutzen, um weitere Bausteine zu erzeugen und die Kontrolle über seine Entwicklung selbst zu übernehmen. Welche Komponenten für den Funken des Lebens notwendig sind, wie sich diese dynamisch organisieren und wie sich der Funke auf alle nachfolgenden Aktivitäten der embryonalen Entwicklung auswirkt – also was den Beginn des Lebens ausmacht – steht im Zentrum des Forschungsprojekts.

Nächster Stichtag für Einreichungen zur Förderung innerhalb der Initiative ist der 9. Oktober 2018. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler können bis zu 1,5 Mio. Euro über einen Zeitraum von bis zu fünf Jahren beantragen.

Link zu allen Informationen zur Förderinitiative "Leben? – Ein neuer Blick der Naturwissenschaften auf die grundlegenden Prinzipien des Lebens" sowie den Einreichungsmodalitäten.