An dieser Stelle finden Sie zum Abschnitt 9.4.5 des Buchs „Evolution - ein kritisches Lehrbuch“ eine Aktualisierung.

In diesem Abschnitt (Seiten 160 – 161) werden zwei experimentelle Arbeiten besprochen, in denen durch rationales Protein-Design und anschließende iterative evolutive Prozesse neue enzymatische Funktionen aus einem Vorläuferprotein erzeugt wurden.

Eines der beiden Beispiele betrifft den „Neubau“ einer Triosephosphatisomerae-Funktion aus einem vorhandenen Ribosebindungsprotein. Die Autoren der im einflussreichen Wissenschaftsmagazin Science erschienenen Studie (Dwyer et al, 2004, Science 304,1967), berichteten, dass zwischen 13 und 21 gezielte Punktmutationen notwendig waren, um eine anfängliche, wenn auch sehr niedrige Aktivität der neuen Enzymfunktion zu erzeugen.

Im Lauf weiterer Studien hat sich jedoch herausgestellt, dass es sich bei der neu konstruierten Triosephosphatisomerase-Aktivität um eine minimale Kontamination des Wildtypenzyms handelt, die aufgrund der Versuchskonzeption der Autoren entstanden ist, und nicht um eine neu konstruierte Enzymaktivität. Am 1. Februar 2008 haben die Autoren ihre Studie daher formal zurückgezogen (Science 319, Seite 569).

Es ist durchaus nicht ungewöhnlich, dass bei hochkomplexen Fragestellungen und Versuchsanordnungen nicht alle Randbedingungen komplett kontrolliert werden können. Jeder experimentell arbeitende Biologe kennt das Problem. Selbstkorrektur im Laufe des Erkenntnisfortschritts ist ein Ausdruck der Leistungsfähigkeit der Naturwissenschaft. Die Autoren verleihen ihrer Zuversicht Ausdruck, dass es in Zukunft aber doch einmal möglich sein werde, neue Enzymaktivitäten durch Computer-gestütztes Proteindesign zu entwerfen. Das ist durchaus denkbar.

Wir haben in Abschnitt 9.4.6 aufgrund der Experimente von Dwyer et al angenommen, dass für den Umbau eines prä-adaptierten Vorläuferproteins zu einem Motorprotein 10 Mutationen notwendig sind. Aufgrund der neuen Datenlage ist es nun aber wieder unklar, ob durch eine so geringe Anzahl von Punktmutationen wirklich eine neuartige Funktion erzeugt werden kann.

15. Februar 2008