Glossartexte

Akteur-Netzwerk-Theorie

Die Akteur-Netzwerk-Theorie (ANT) wurde in den 1980er-Jahren entwickelt. Zwei ihrer bekanntesten Vertreter sind die französischen Soziologen Bruno Latour (geb. 1947) und Michel Callon (geb. 1945) (Seng 2018). Statt nur den Menschen zu betrachten, werden laut dieser Theorie auch nicht menschliche Akteure wie Maschinen, unbelebte Objekte oder Mikroorganismen als Handlungsträger gesehen. In der ANT sind Menschen und Nichtmenschen gleichgestellt, das heißt, es gibt keine Hierarchie im Handeln (Latour 2014, 81). Die Akteur/innen bilden durch ihr Agieren ein Netzwerk, indem sie soziale Handlungen miteinander eingehen. Sozial erfasst dabei „einen besonderen Typ von Assoziationen zwischen bislang „unassoziierten Kräften“ (Latour 2014, 112), die sowohl materieller als auch semiotischer Art sein können (Seng 2018, 28).

Die Akteur-Netzwerk-Theorie ist ein wichtiger Ansatzpunkt für interdisziplinäre Forschungen und bietet neue Perspektiven für die Erklärung von Innovationen. So erweitert sie insbesondere den Blick auf die Ursachen und wesentlichen Einflussfaktoren von Innovationen entscheidend. Denn unter der Perspektive der ANT entstehen Innovationen durch die Verknüpfung heterogener Akteur/innen zu Netzwerken und durch die Abstimmung ihres Verhaltens innerhalb dieses Rahmens (Schulz-Schaeffer 2000, 277).

Betrachtet man die Arbeiten von Anna Dumitriu und Alex May vor diesem Hintergrund, so sind auch Hefepilze und Bakterien weniger als Material denn als Akteure zu verstehen. In Fermenting Futures wird die Hefe nicht nur zu einem wesentlichen Player bei der Sesshaftwerdung und der Lösung von Umweltproblemen, sondern auch zur Co-Autorin einiger Werke.

Latour & Pasteur: Hefe als Akteur

Auch bei Bruno Latour kommt der Hefe eine interessante Rolle zu, mit deren Hilfe er die ANT exemplifiziert. In Les Microbes. Guerre et paix wirft Latour die Frage auf, wie Louis Pasteur (1822-1895) zu Erkenntnissen wie Pasteurisierung einerseits und Entwicklung von Impfstoffen andererseits gelangt sei. Latour stellt Pasteurs Errungenschaften in eine Parallele zu Tolstois Roman Krieg und Frieden, um an letzterem zu demonstrieren, dass große Wirkung nicht das Resultat eines einzelnen Akteurs sein können (Knorr-Cetina 1985, 578). Folglich sei Pasteurs Leistung einer „unbekannten Masse“, in die auch die Reaktion von Hefe hineinspielte, zuzuschreiben (Knorr-Cetina 1985, S. 578).

Ästhetische Erkenntnis

In der Wunderkammer standen Kunst und Wissenschaft, Sammeln und Forschen gleichwertig nebeneinander. Dementsprechend gab es zwischen rationaler und ästhetischer Erkenntnis – den beiden Möglichkeiten, Welt zu begreifen – keine Hierarchie. Erfolgt die rationale Erkenntnis über den Verstand und basiert auf logisch-analytischen Methoden, so die ästhetische über Intuition und sinnliche Wahrnehmung (Brandstätter 2013, 32–40). Mit den wachsenden Erkenntnissen der Naturwissenschaften, die ständig neue Bereiche der Welt analysieren und erklären konnten, verschob sich das Gewicht. Die Rationalisten werteten ästhetische Erfahrung und Erkenntnis ab und damit verlor auch die Kunst als Medium an Wert.

Eine Gegenposition zur rationalistischen Auffassung entwarf der Philosoph Alexander Gottlieb Baumgarten (1714–1762) in seiner Schrift Aesthetica (1750/58). Er legte dar, dass der ästhetische Weltzugang „genauso gesicherte Erkenntnisse hervorzubringen“ vermöge wie der rationale, „weil in der ästhetischen Erfahrung Ganzheit, Zusammenhang und Sinn (unmittelbar) erfahren“ würden (Maeder 2017, 62). Kunst liefere hierzu nicht nur die Anschauungsgegenstände, an denen sich Erfahrung kristallisiert, sondern sei auch symbolisch gehaltvoll und weise über ihre unmittelbare Erfahrung hinaus.

Im 20. Jahrhundert griffen unter anderen John Dewey (1859–1952) und Nelson Goodman (1906–1998) diese Gedanken auf. Nach Dewey ermöglicht Kunst, den zentralen Moment des sonstigen alltäglichen Erfahrens zu erleben. Es gelinge ihr, unterschiedliche und wandelnde Erfahrungen zu vereinen. Damit sei die ästhetische Erkenntnis gleichsam dehnbarer als die rationale, aber genau das mache ihren Beitrag zur Welterkenntnis aus (Dewey 1980). Für Goodman sind Kunstwerke letztlich unbegrenzt deutbare Zeichen, deren Verstehen niemals zum Abschluss kommt: Es lohnt sich immer, noch einmal hinzuschauen (Bertram 2005, 193).

Biotechnology from the Blue Flower

Biotechnology from the Blue Flower ist in Zusammenarbeit mit dem europäischen Forschungsprojekt CHIC entstanden. In dessen Mittelpunkt steht die Zichorie (Wegwarte, Chicorium intybus). Im Rahmen ihrer künstlerischen Arbeit haben sich Anna Dumitriu und Alex May sowohl mit Methoden der Gen-Editierung zur Pflanzenzüchtung als auch der Morphologie der Pflanze und ihren historisch-mythologischen Dimensionen auseinandergesetzt. Entstanden ist eine Installation, die eine 3D-Skulptur, ein Video sowie eine App umfasst.

CHIC-PROJEKT

Im Zentrum von CHIC steht die Entwicklung neuer Zichoriensorten. Anknüpfungspunkte sind zwei Naturstoffe, die die Pflanze produziert: Inulin und Terpene.

Inulin ist ein präbiotisch wirksamer, verdauungsfördernder Ballaststoff und wird auch als Zuckerersatz verwendet. Eines der Projektziele ist es, eine Zichorie zu züchten, die mehr und besseres Inulin produziert. Hierzu werden die Gene, die für die Herstellung von Inulin verantwortlich sind, mit der CRISPR/Cas-Methode verändert.

Terpene verursachen den bitteren Geschmack der Zichorie, haben aber auch medizinisch relevante Eigenschaften. Sie können beispielsweise entzündungshemmend oder schmerzstillend wirken. Das CHIC-Projekt untersucht daher einerseits, welche medizinisch verwendbaren Terpene die Zichorie besitzt und welche Gene für die Synthese der Terpene zuständig sind. Andererseits erforscht es, welche dieser Gene ausgeschaltet werden müssen, um die Produktion der Bitterstoffe zu unterbinden und die Pflanze als Süßungsmittel besser nutzbar zu machen.

Im CHIC-Projekt verbinden sich somit die Genom-Editierung mit der Erforschung des Genoms der Zichorie.

Materialforschungen

Am Anfang der künstlerischen Auseinandersetzung mit der Zichorie stand für Dumitriu und May die Erforschung ihrer Struktur und Morphologie. So haben sie beispielsweise Schnitte durch die Wurzel eingefärbt und konnten die in ihr eingelagerten Terpene sichtbar machen. Des weiteren haben sie die Pflanze mit Wurzel gescannt und daraus mittels Photogrammetrie ein 3D-Modell der Zichorie entwickelt, das eine visuelle Reise durch ihr Inneres ermöglicht.

Durch diese Herangehensweise werfen Dumitriu und May einen buchstäblich neuen Blick auf die Pflanze und heben so ihr ästhetisches Potenzial. Die Strategie, Schönheit in banalen, oftmals übersehenen oder für die ästhetische Betrachtung unscheinbaren Objekten zu sehen, finden wir auch in den Arbeiten Bioarchaeology of Yeast, die zur Werkgruppe Fermenting Futures gehören. Im Labor als Artists in Residence haben Dumitriu und May außerdem die Protoplasten der Zichorie mit CRISPR/Cas gentechnisch editiert und so weitere Kontextualisierungen angestoßen.

Die Blaue Blume

Karriere machte die Wegwarte als Vorbild für die Blaue Blume, das zentrale Symbol der Romantik. In seinem Romanfragment Heinrich von Ofterdingen setzte ihr Novalis (1772–1801) ein literarisches Denkmal und erhob sie zum Sinnbild der romantischen Sehnsucht nach neuen Bewusstseins- und Erlebnishorizonten (Malaguti 2005).

Die Romantik lässt sich als Reaktion auf die industrielle Revolution fassen, die den Menschen von der Natur entfremdete und die Welt durch die (natur)wissenschaftliche Erklärbarkeit entzauberte. Indem Dumitriu und May den historischen Symbolcharakter der Zichorie adressieren, greifen sie die damals wie heute relevante Frage nach unserem Verhältnis zur Natur auf. Welche Bedeutung wird Natur in Zukunft noch haben? Wie grenzen sich vom Menschen bewirkte Veränderungen von natürlichen Prozessen ab? Ist das Ausschalten eines Genes bereits eine Manipulation von Natur? Die Antwort auf diese Fragen wird die Akzeptanz gentechnologischer Methoden und die Wertung ihrer Chancen und Risiken entscheidend prägen.

Goethes Urpflanze

Neben der symbolbeladenen Bedeutung der Zichorie ist eine weitere historische Referenz Johann Wolfgang von Goethes (1749–1832) Idee der Urpflanze. In seiner Metamorphosenlehre setzte er die Urpflanze mit einem Archetyp gleich, der allen Pflanzen zugrunde liegt und aus dem sie mit ihren verschiedenen Ausprägungen hervorgegangen sind. Die Vorstellung von der Urpflanze gewinnt Goethe auf Basis intensiver Naturstudien, die 1790 in seinem Werk Versuch die Metamorphose der Pflanzen zu erklären mündeten. Dort legte Goethe dar, dass bei einer einzelnen Pflanze unterschiedliche Ausformungen – etwa die Stängel-, Kelch- und Blütenblätter – als Metamorphosen desselben Grundorgans verstanden werden können (Goethe 1980, 78). Schon einige Jahre früher hatte er notiert: „Hypothese Alles ist Blat, und durch diese Einfachheit wird die größte Manigfaltigkeit möglich.“ (Kuhn 1977, 58). „Alles ist Blatt“ – das lässt sich auch vom Prozess der gentechnologischen Pflanzenzüchtung sagen, wird doch im Labor aus einer einzelnen Zelle, dem Protoplasten, die gesamte Pflanze mit all ihren unterschiedlichen Organen gezogen.

Die Idee der Urpflanze greifen Dumitriu und May auch in ihrem Video auf. Es zeigt das Genom der Zichorie, aus dem alle sich wiederholenden DNA-Sequenzen entfernt wurden, die die Pflanze einer aktuellen Hypothese nach im Laufe der Evolution erworbenen hat. Lässt sich mit diesem künstlerisch-spekulativen Gen-Knockout die Evolution zurückdrehen und die Urgestalt der Zichorie wiederherstellen?

Biotechnology from the Blue Flower – Skulptur und App

Die Skulptur ist der 3D-Druck einer Zichorie, die auf hochauflösenden Photogrammetrie-Scans der Pflanzenklonen basiert, mit denen die Forscher*innen des CHIC-Projektes arbeiten. Sie enthält außerdem Relikte des CRISPR-modifizierten Pflanzenmaterials aus dem Labor. Durchdringen sich damit bereits die Kategorien natürlich/künstlich und real/digital, so wird dies auch in der Form der Skulptur selbst sichtbar. Manche ihrer Komponenten repräsentieren ein realistisches Abbild der Zichorie, andere zeigen scheinbar Fehler bei der Produktion und geben sich so als Simulation von Natur zu erkennen. Die Natursimulation wird in der App aufgegriffen, die mittels Augmented Reality an jedem beliebigen Ort Wegwarten wachsen lässt. Die engen gesetzlichen Grenzen, die in Hinsicht auf die landwirtschaftliche Nutzung gentechnisch gezüchteter Pflanzen bestehen und auch in Hinsicht auf die Möglichkeit, gentechnisch veränderte Organismen im Kunstkontext auszustellen, werden so zumindest im virtuellen Raum überschritten beziehungsweise durchbrochen.

CRISPR/Cas

CRISPR/Cas und GMO sind Abkürzungen für eine genetische Methode und genetisch veränderte Organismen. Gelegentlich wird auch GEO verwendet, also Genetically Engineered Organism. Genetisch modifiziert kehrt den gezielten Zugriff auf den Gencode hervor und macht damit deutlich, dass sich das Verfahren von herkömmlichen Methoden der Züchtung unterscheidet, die auf Kreuzung, zufällige Mutation und Rekombination basieren.

Das CRISPR/Cas-System ist eine Methode, die zur Modifizierung von Organismen zum Einsatz kommt. Konkret handelt es sich dabei um einen Zugriff auf die Basenfolge des Genoms, aus der Stücke herausgenommen, eingesetzt oder ausgetauscht werden können. Eingebracht werden können arteigene wie auch artfremde Gene. Durch die Unterbrechung der Basenfolge können Gene auch gezielt ausgeschaltet werden. Je nach Organismus wird zwischen grüner, roter und weißer Gentechnik unterschieden.

Dazu gehören gentechnisch veränderte Bakterien, die seit 1999 für Insulinpräparate verwendet werden, aber auch Milchsäurebakterien, die auf die Fermentierung von Milchprodukten einwirken. Transgene Hefen wiederum können der Herstellung von kalorienreduzierten Biersorten dienen (Wankerl, 2013, 48).

CRISPR/Cas wurde in Bakterien als Organismus-eigener Schutzmechanismus gegen Viren entdeckt Das System setzt sich aus zwei Teilen zusammen. CRISPR – der eine Teil – steht als Abkürzung für Cluster Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats und bezeichnet Abschnitte sich wiederholender DNA. In diesen Abschnitten wird fremde DANN, beispielsweise von Viren, gespeichert. CRISPR dient somit als Speicherort bzw. zelluläres Gedächtnis. Zusammen mit dem anderen Teil, dem Enzym Cas (CRISPR associated), ist es ein zentraler Teil des bakteriellen Immunsystems.

Mit Hilfe der CRISPR-Sequenzen erkennt das Enzym Cas eine in das Bakterium eindringende virale DNA. Dies hat zur Folge, dass Cas die erkannte DNA schneidet, das Genom des Eindringlings zerstört und so eine virale Infektion vermeidet. Aufgrund dieser Reaktion wird das CRISPR/Cas-System im Allgemeinen auch als Genschere bezeichnet. In der Biotechnologie erfreut sich dieses System großer Beliebtheit. Durch Modifikationen der CRISPR-Sequenzen kann man das Cas-Enzym an jeder gewünschten Stelle jedes Lebewesens Erbgut schneiden lassen (Jinek et al. 2012).

Es gibt mehrere Arten von Cas-Enzymen, welche in unterschiedliche Gruppen eingeteilt werden. So gehört das häufig genutzte Cas9-Enzym zu einer Gruppe von Cas-Enzymen, welche in der Lage sind, DNA zu schneiden. Andere Cas-Enzyme hingegen schneiden ausschließlich RNA.

Ecocritical Art

Kurz definiert, beleuchtet ecocriticism Probleme der ökologischen Vernetzung, Nachhaltigkeit und Gerechtigkeit in kultureller Interpretation (Braddock 2009). Als Ecocritical Art werden dementsprechend Kunstformen bezeichnet, die sich mit ökologischen Problemen und ihren gesellschaftlichen Auswirkungen auseinandersetzen. Dabei werden Vorstellungen von Natur, Gesellschaft und Ökologie – und vor allem die Rolle des Menschen als Akteur – fundamental hinterfragt (Martin 2015, 5).

Während bei einigen künstlerischen Positionen der Fokus ausschließlich darauf liegt, Probleme und ihre Auswirkungen aufzugreifen, zu analysieren und dokumentieren, setzen sich andere Künstler auch mit Überlegungen auseinander, welche Lösungen sich für die einzelnen Probleme aufzeigen lassen. Diese Lösungsansätze können etwa – wie bei Dumitriu oder May – auf wissenschaftlich begründeten Ansätzen und potentiell umsetzbaren Möglichkeiten oder auch spekulativ-utopisch sein. Die künstlerischen Strategien implizieren damit oftmals eine intensive, disziplinenübergreifende Zusammenarbeit.

Die künstlerischen Ausdrucksformen sind weit gespannt und reichen von eher klassischen Medien wie Fotografie bis hin zu partizipativen oder aktivistisch-performativen Prozessen (Rapp, de Lutz 2021, 56).

Fermenting Futures

Fermenting Futures ist von mehreren aktuellen Ergebnisse zur Hefeforschung inspiriert und entstand in enger Zusammenarbeit mit dem Institut für Mikrobiologie und Mikrobielle Biotechnologie an der Universität für Bodenkultur (BOKU) Wien sowie dem Austrian Center of Industrial Biotechnology (acib). Das Projekt von Anna Dumitriu und Alex May besteht aus vier Werkgruppen, die jeweils bestimmte Aspekte der Hefe erforschen und aufzeigen, welches bioökonomische Potential die oftmals unbeachteten Mikroorganismen besitzen. Aus künstlerischer Perspektive geht es bei der Mitarbeit an der Hefeforschung auch um die Transformation und Rekontextualisierung von Ideen und Materialien (Schachinger 2020).

Hefeforschung an der BOKU

Hefe gehört zu den Organismen, die molekularbiologisch am besten erforscht sind. Die Bandbreite ihrer bioökonomischen Einsatzzwecke ist groß und reicht von der Biotreibstoffproduktion bis hin zur Medikamentenherstellung.

2015 gelang es dem Team um Prof. Dr. Diethard Mattanovich, den Stoffwechselweg der Hefeart Pichia pastoris zu erklären. Die Pichia pastoris gehört zu den nichtfermentierenden Hefen (das heißt, sie ist zum Brotbacken ungeeignet), kann aber Methanol verstoffwechseln (BOKU 2015). Die Aufdeckung dieses Mechanismus bildet die Grundlage für die Befähigung der Hefe, Kohlendioxid zu verwerten (Dumitriu et al 2021). Erreicht wurde dies 2019 durch eine gentechnische Veränderung, bei der acht Gene aus Pflanzen, Bakterien und anderen Hefearten in die Pichia pastoris eingebaut wurden. Gleichzeitig wurden drei Gene ausgeschaltet. Die so veränderte Hefe nutzt nun anstelle von Methanol CO₂ für ihren Metabolismus und besitzt damit das Potential zur Reduktion von CO_2-Emissionen. In einem weiteren Forschungsprojekt wurde die ursprünglich nicht fermentierende Pichia pastoris durch Geneditierung zum Fermentieren gebracht.

Zeitgleich gelang es, eine weitere Hefeart, nämlich Saccharomyces cerevisiae, gentechnisch so zu modifizieren, dass sie Milchsäure produziert. Milchsäure ist der Ausgangsstoff für Polylactid (PLA) – einem biologisch abbaubaren Kunststoff.

Hefe

Der Begriff Hefe beschreibt in der Biologie keine monophyletische Gruppe (Gruppe, die aus einem Vorfahren hervorging) so wie es z.B. Säugetiere sind, sondern eine Fülle unterschiedlicher Organismen, die lediglich ein bestimmtes Merkmal teilen: Alle Hefen sind einzellige Pilze, die sich asexuell durch Abknospung einer Zelle vermehren.

Hefe kommt nahezu überall vor und findet in zahlreichen Bereichen Anwendung. Lebendige Hefe nutzt man klassischerweise beim Brotbacken oder Bierbrauen, sie kann aber auch als Probiotikum dienen. Nicht lebendige Hefen werden oft als Geschmacksverstärker eingesetzt oder können als Zusatzstoff hochverdauliche Nährstoffe bereitstellen.

Fermenting Futures

Fermenting Futures basiert auf der Zusammenführung zweier Forschungsprojekte. Den Forschern der BOKU gelang es, die Eigenschaften der modifizierten Pichia pastoris und Saccharomyces cerevisiae zu kombinieren: Entstanden ist eine Pichia pastoris-Superhefe, die CO₂ aufnehmen und Milchsäure als Grundstoff für den biologisch abbaubaren Kunststoff PLA abgeben kann. Damit werden zwei ökologische Herausforderungen gleichzeitig in Angriff genommen – die CO₂-Reduktion und die Umweltverschmutzung durch Plastik (Dumitriu et al 2021).

In ihrem Kunstwerk veranschaulichen Dumitriu und May den im Sinne Gotthold Ephraim Lessings „fruchtbaren Moment“ dieses komplexen Prozesses. Zu sehen ist ein großes Glasgefäß, das mit brodelnder Flüssigkeit gefüllt ist und aus dessen Hals Silikonschläuche herausragen. Die Installation steht stellvertretend für den Fermentierungsprozess der Hefe, die als genetisch veränderter Organismus das Labor aus Sicherheitsgründen nicht lebend verlassen darf (daher wurde die im Gefäß schwimmende Hefe vor der Präsentation in der Ausstellung abgetötet).

Das Glasgefäß ist auf einem Sockel aus Rosskastanienholz positioniert, der auf das natürliche Habitat der Pichia pastoris hinweist. Sie kommt üblicherweise auf Rosskastanienbäumen vor und ernährt sich von deren Saft.

Auf dem Glasgefäß sind 3D-Drucke von Hefekulturen angebracht, die auf Photogrammetrie-Scans basieren. Sie bestehen aus PLA. Eine der kleinen Formen ist weiß – sie wurde aus PLA gedruckt, das aus der von den genmodifizierten Hefen P. pastoris und S. cerevisae produzierten Milchsäure besteht. Noch sind die Mengen äußerst gering, doch arbeitet das Forscher/innenteam daran, die Toleranz der Hefe gegenüber der zellgiftigen Milchsäure durch gerichtete Evolution zu erhöhen und damit die Produktionsmengen zu vergrößern.

Culture

Culture zeigt Häusermodelle, umgeben von Erdreich. Das Innere der Modelle – teilweise mit Elektrizität und kleinen Fernseher ausgestattet – scheint belebt.

Der Putz der Gebäude besteht aus Brotkrumen. Das Brot herfür wurde mit der an der BOKU entwickelten Pichia pastoris gebacken, die dank der gentechnischen Veränderung als Backhefe dienen kann.

Die Häuser und ihre Ausstattung stehen für die Entwicklung von Kultur seit der Sesshaftwerdung des Menschen in der Jungsteinzeit. Es wird vermutet, dass Hefe bei diesem Prozess eine wichtige Rolle spielte, ermöglichte sie doch das Backen von Brot und das Brauen von Bier. Auf Ackerbau und Anzucht von Getreide verweist auch das Erdreich. Es ist im übertragenen wie buchstäblichen Sinne der Ackerboden, auf dem unsere Zivilisation gründet: eine dünne, fragile Schicht, auf und mit der eine ständig wachsende Weltbevölkerung ernährt werden muss.

Mit Culture gelingt Dumitriu und May ein bedeutsamer Perspektivenwechsel. Nicht der Mensch, sondern ein kleiner Mikroorganismus wird zu einem Player, der in Zukunft unser Schicksal vielleicht genauso mitbestimmt wie vor Tausenden von Jahren.

Das Lactat Dehydrogenase Gen-Duett ergänzt die Installation. Ausgangspunkt der Klanginstallation ist die DNA-Basenfolge des Lactatdehydrogenase-Gens, das für die Produktion der Milchsäure zuständig ist.

Bio-archeology of Yeast

Die Hefe als nicht-menschlicher Akteur steht auch bei der Skulpturenserie Bio-archeology of Yeast im Zentrum. Ihr liegen 3D-Photogrammetrie-Scans von Kolonien schwarzer Hefe zugrunde. Diese Hefe gehört zu einer extremophilen Hefeart, die sich extremen, allgemein als lebensfeindlich geltenden Umweltbedingungen angepasst hat. Die Skulpturen sind aus Baumaterialien gegossen, die die schwarze Hefe gerne besiedelt und in den Original-Farbtönen handbemalt, in denen die schwarze Hefe vorkommt. Diese reichen von Rosa über Orange bis Schwarz. Abschließend wurden einige der im Labor gescannten kleinen Hefe-Kolonien appliziert.

Mit der Aufdeckung des skulpturalen Potenzials des Hefepilzes, der in anderen Zusammenhängen als Störung oder gar Schädling wahrgenommen wird, kehren Dumitriu und May dessen ästhetische Qualitäten hervor. Zerfall als negativ besetzter und bei Kunstwerken üblicherweise sogar gefährlicher Vorgang wird umgewertet in einen Prozess der künstlerisch produktiven Materialtransformation.

Pigments

Pigments untersucht eine weitere natürliche Eigenschaft der Hefe, nämlich ihre Fähigkeit, Pigmente herstellen zu können. So schützen sich Hefepilze etwa durch die Produktion von Melanin vor Sonnenlicht – ein Mechanismus, den wir auch von der menschlichen Haut kennen. Mit ihren Textilarbeiten, die mit Pigmenten von Mikroorganismen gefärbt sind, möchten Dumitriu und May die Diskussion über Alternativen zu chemischen Farbstoffen anregen. Diese könnten sowohl in der Modeindustrie als auch bei der Nahrungsmittelproduktion zum Einsatz kommen.

Die Genschere im Laboreinsatz

CRISPR/Cas bezeichnet sowohl das Enzym als auch das Vorgehen, mit dem Eingriffe an der Basenfolge einer DNA vorgenommen werden können. Umgangssprachlich ist CRISPR/Cas als Genschere bekannt.

CRISPR steht für „Cluster Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats“ und bezeichnet Abschnitte sich wiederholender DNA, die wiederum die Voraussetzung für diverse Modifikationen bieten. Beim Einsatz von CRISPR/Cas können aus dem Genom Stücke herausgenommen, eingesetzt oder ausgetauscht werden. So lassen sich beispielsweise Gene mit unerwünschten Eigenschaften gezielt ausschalten oder Gene fremder Organismen einbringen.

Auch an der Goethe-Universität Frankfurt am Main wird mit CRISPR/Cas gearbeitet. Bei einem Besuch am Institut für Molekulare Biowissenschaften, an dem unter anderem Hefe beforscht wird, erklären Professor Dr. Eckhard Boles und sein Team die Funktionsweise der Genschere und geben Einblicke in die Laborarbeit (zum Begleitfilm: Die Genschere im Laboreinsatz).

Hypertext

Durch das Internet lebt eine neue Form der Wissensstrukturierung und -aneignung auf (Brakensiek 2006,12). Der virtuelle Raum nimmt jedwede Form von Wissen und Information auf, das über Hypertext-Funktionen beliebig miteinander verknüpft werden kann. Da dem Hypertext eine nicht linear Ordnung unterliegt, können Verknüpfung in jede Richtung und tendenziell in jeden digitalen Raum erfolgen. Allerdings gibt die Hypertextstruktur – und darin den Ordnungen in den Wunderkammern vergleichbar – bereits Verknüpfungen vor. Da jedoch die Möglichkeiten der Verknüpfung und der Ausweitung des Netzes tendenziell unbegrenzt sind, verleitet auch die im Internet gesammelte Information zu einer weitschweifigen Auseinandersetzung mit dem Ausgangsmaterial.

Solche Möglichkeiten deutet bereits Vannevar Bush 1945 an, als er eine Maschine namens Memex vorstellt, „die das menschliche Gedächtnis erweitern und gleichzeitig seine Assoziationsfähigkeit entwickeln und ausbauen helfen sollte“ (Brakensiek 2006, 7). In den 1960er Jahren folgte Theodor Holm Belson mit Xanadu, was er als universales System zur Verwaltung von Wissen Informationsbereitstellung beschrieb. Im Vorgriff auf das Internet sollten sämtliche für jede Form von Wissen notwendigen Materialien in Form von Bildern und Texten ortsunabhängig elektronisch bereitgestellt werden (Brakensiek 2006, 7).

Kooperative Forschungsnetzwerke

Kunst- und Wunderkammern, wie sie seit dem 16. Jahrhundert an Fürstenhöfen eingerichtet wurden, haben vieles mit Idee von virtuellen Netzwerken, die sich permanent neu strukturieren und knüpfen können, gemeinsam. Beinhalten die Kunst- und Wunderkammern haptisch greifbare Gegenstände, so das Internet virtuelle Objekte, deren Substanz ein binärer Speichercode ist (Brakensiek 2006, 5). Doch in beiden Räumen, dem realen wie dem virtuellen, forciert das Nebeneinander die Ausbildung von Assoziationen.

Jedes Objekt verfügt über mehrere Bedeutungen, die durch die verschiedenen Kombinationen ersichtlich werden Zwar erfolgte in den historischen Kunstkammern die Ordnung der Objekte nach einer bestimmten Systematik und war räumlich letztlich statisch, doch nach welcher Ordnung und in welchen Nachbarschaften einzelne Gegenstände letztlich platziert wurden, war flexibel. Doch gerade damit triumphiert die subjektive Ordnung über alphanummerische Systeme, wie sie später in Museen, Bibliotheken und institutionalisierten Sammlungszusammenhängen gebräuchlich wurden. Digitale Sammlungen wiederum, insbesondere wenn sie sich zu Forschungsnetzwerken zusammenschließen, lassen Zuordnungen weitgehend offen. Sie erfolgen mit jedem Zugriff und mit Blick auf die je individuellen Fragen neu (Brakensiek 2006, 12).

Kunst- und Wunderkammern

Kunstvoll geformte Objekte, ob von der Natur oder vom Menschen gestaltet, weckten schon früh die Sammelleidenschaft und fanden Eingang in eigens eingerichtete Kabinette. Solche als Kunst- und Wunderkammern bezeichneten Zusammenstellungen versammelten Objekte aus Kunst und Natur, um sie nach Themen geordnet in einen Zusammenhang zu stellen. Als Ordnungskriterium wurden die vier Elemente zugrunde gelegt, häufig kombiniert mit den Himmelsrichtungen und den bekannten Weltgegenden. Die ersten bekannten Kunst- und Wunderkammern fanden sich an Fürstenhöfen, wie dem von Erzherzog Ferdinand II. (1529–1595) auf Schloss Ambras in Tirol oder Rudolf II. (1552–1612) in der Prager Burg. Die Wunderkammern sollten den Reichtum des Universums in einem Mikrokosmos widerspiegeln und Zusammenhänge von Natur, Kunst, Wissenschaft und Technik veranschaulichen (Bredekamp 2012, 70). Entsprechend waren sie nach Naturalia, Artificalia, Antiquitates, Exotica, Mirabilia und Scientifica hierarchiefrei untergliedert. Die Zuordnungen der Gegenstände basierten weniger auf einer wissenschaftlichen, denn auf einer rein assoziativen Grundlage.

Zugleich reflektierten die Kunst- und Wunderkammern auch die zeittypische Weltwahrnehmung, die die Erde ins Zentrum stellte, was bisweilen durch eine entsprechende perspektivische Raumgestaltung unterstrichen wurde.

Als Vorläufer der Kunst- und Wunderkammern können die Museien, die als Musensitze bestimmten Tempel der Antike gesehen werden. Die im Italien des 14. Jahrhunderts gebräuchliche Bezeichnung als Studiolo unterstreicht ihre Funktion als Studienkabinette, die dem gelehrten Austausch dienten, aber auch der Demonstration von Macht- und Herrschaftsansprüchen.

 Wunderkammer – Holistisches vs. reduktionistisches Weltbild

Waren die Kunst- und Wunderkammern noch von einem holistischen Weltbild bestimmt, in dem alles in einem sich wechselseitig bedingenden Zusammenhang steht, so trat dem spätestens mit der Renaissance ein reduktionistischer Blick entgegen. Dieser schrieb jeder Wirkung eine Ursache zu, die über eine Kette von Kausalitäten bis auf die kleinste Einheit zurückgeführt werden konnte. Die Ordnungen der Kunst- und Wunderkammern wichen Spezialsammlungen. Natur- und Kunstgegenstände hielten voneinander getrennt Einzug in Naturkunde- und Kunstmuseen. An die Stelle des Strebens nach einem Universalwissen trat die Spezialisierung auf ein Gebiet, geleitet von der Vorstellung, dass dieses losgelöst von anderen durchdrungen werden können.

Mit Blick auf die Zusammenarbeit von Kunst und Wissenschaft erscheint die Wunderkammer als ein historischer Vorläufer. Nicht nur standen die Disziplinen hier gleichrangig nebeneinander, sondern die räumliche Nähe ermöglichte es auch, vorher ungesehene Beziehungen zwischen Objekten oder Themen zu entdecken (Brakensiek 2006, 7). Eine weitere Parallele ergibt sich bei der Betrachtung der Grenzen zwischen Gegenständen der Kunst und der Natur: Sie waren in den Kunst- und Wunderkammern fließend – ein Aspekt, um den die BioArt in der aktuellen Kunst kreist. Schließlich war die Wunderkammer nicht nur Sammlungsraum, sondern auch Laboratorium und Ort des Wissensaustausches (Bredekamp 2012, 53). Vor diesem Hintergrund lassen sich gegenwärtige Labore, in denen Artists in Residences arbeiten, als moderne Wunderkammern sehen.

Make Do and Mend

Die Werkgruppe entstand anlässlich des 75. Jahrestages der ersten Verwendung von Penicillin bei einem Patienten im Jahr 1941. Kernstück ist ein geflicktes Damenkostüm aus dieser Zeit. Die Flicken enthalten, ebenso wie die Textilarbeiten, mit Genom-Editierung verändertes Bakterienmaterial. An die Rationierung knapper Güter wie Bekleidung im Zweiten Weltkrieg anknüpfend, schlägt Anna Dumitriu mit dieser Arbeit eine Brücke zu Antibiotika. Durch Resistenzen, die Bakterien gegen Antibiotika entwickelt haben, werden diese lebensrettenden Medikamente ebenfalls zum knappen Gut.

FEAT Residency Program                             

Make Do and Mend entstand im Rahmen eines FEAT (Future Emerging Art and Technology) Residency Program. Anna Dumitriu arbeitete dafür mit Mitgliedern des MRG-GRammar-Konsortiums in Forschungseinrichtungen in Israel und Großbritannien zusammen. Das MRG-GRammar-Projekt untersucht die Genregulation und das Zusammenwirken zwischen sogenannten Enhancer-Genen, also als Verstärker wirkenden Genen, und solchen, die für die Bildung von Proteinen zuständig sind. Die Forschungsergebnisse sind unter anderem für die Entwicklung personalisierter DNA-Therapien von großer Bedeutung.

Der Slogan „Make Do and Mend“

Der im Zweiten Weltkrieg propagierte Slogan „Make Do and Mend“ (auf Deutsch etwa: „Machen und Reparieren“) sollte britische Frauen ermutigen, Kleidung in Zeiten kriegsbedingter Rationierung zu reparieren und damit ressourcenschonend zu wirken (Dumitriu et al. 2021). Das Motiv des Reparierens taucht in der Arbeit zweifach auf und verweist einerseits auf das sichtbare Flicken der Kleidung, andererseits auf den unsichtbaren künstlerischen Eingriff der Genmanipulation. Die Seide wurde mit E.-coli-Bakterien besiedelt, die auf einem farbstoffhaltigen Agar-Nährboden gezüchtet und rosa eingefärbt wurden (Breedlove 2019).

Aus dem Genom der E.-coli-Bakterien entfernte Dumitriu mit CRISPR/Cas9 ein Ampicillin-Resistenzgen, das zuvor zu Forschungszwecken in das Bakterium eingebaut worden war. Ampicillin ist ein Antibiotikum der Penicillin-Gruppe. Mit dem Entfernen simulierte die Künstlerin einen Zustand, den das Bakterium vor 1941 gehabt haben muss, also bevor überhaupt Antibiotika zum Einsatz gekommen waren. Anschließend reparierte sie die Fehlstelle mit einer Technik namens homologe Rekombination, indem sie ein synthetisch hergestelltes DNA-Fragment einsetzte. Das Fragment enthielt – in die vier DNA-Basen übersetzt – den Slogan „Make Do and Mend“ (Medina 2019).

Die zur Werkgruppe gehörenden Textilarbeiten wurden zur Veranschaulichung des von der Künstlerin vollzogenen Prozesses mit genomeditierten Bakterien eingefärbt.

Handarbeit

Nähen, Sticken und Flicken – in Make Do and Mend springt zunächst der Einsatz typisch weiblich konnotierter Handarbeitstechniken ins Auge. Die kleine Spielzeugnähmaschine, mit der die Mutter der Künstlerin während ihrer Kindheit im Zweiten Weltkrieg spielte, greift die Vorstellung eines eher simplen, nachgerade altmodischen Produktionsprozesses auf und verstärkt damit den Eindruck einer Low-Tech-Ästhetik. Dieser kontrastiert allerdings stark mit den hochkomplexen und modernen Prozessen der Genom-Editierung, die bei der Entwicklung der Arbeit auf der Mikroebene im Labor zum Einsatz kamen. High- und Low-Tech, Handarbeit und Wissenschaft, vielleicht sogar die Klischees weiblicher (Handarbeit) und männlicher (Forschen im Labor) Arbeit stehen sich hier gegenüber. Doch trotz ihrer scheinbaren Gegensätzlichkeit berühren sie sich: Das eine veranschaulicht das andere, wird doch in beiden Bereichen von Tätigkeiten wie Schneiden, Flicken oder Löcherstopfen gesprochen. Beide Arbeiten, so Dumitriu, sind knifflig-kleinteilig und bedürfen der Geduld, der Sorgfalt sowie des Fleißes – oder, wie Annick Bureaud es treffend formulierte: Wissenschaft ist Handarbeit (Bureaud 2017).

Controlled Commodity

Auf dem Kostüm ist das Logo CC41 des britischen Handelsministeriums aufgenäht, eine Abkürzung für „Controlled Commodity 1941“ (auf Deutsch: „Kontrollierte Ware 1941“). Dieses Label kennzeichnete ab 1941 für rund zehn Jahre rationierte Güter, die man ausschließlich über Coupons beziehen konnte. Hierunter fielen Produkte und Rohstoffe, die in der Kriegs- und Nachkriegszeit nur eingeschränkt zur Verfügung standen oder importiert werden konnten beziehungsweise kriegsrelevanten Einsatzzwecken vorbehalten waren – wie etwa der Produktion von Uniformen (IWM).

Die über das Label aufgerufenen Restriktionen verweisen im Kunstwerk auf den risikoreichen Umgang mit Antibiotika. Damals wie heute wurden und werden Antibiotika nicht als kontrollierte Ware und knappe Ressource vor unachtsamem und übermäßigem Gebrauch geschützt Die zunehmende Bedrohung durch multiresistente Keime wie MRSA oder Tuberkulose sind Konsequenzen aus dieser Entwicklung. Wie sollte man vor diesem Hintergrund mit neuen, ebenfalls als Wundermittel gepriesenen Methoden wie CRISPR/Cas verfahren?

Moderner Naturbegriff

Spätestens im Gefolge naturwissenschaftlicher Erkenntnisse wie der Evolutionstheorie wurde Natur als ein in jeder Hinsicht offenes System verstanden. In das moderne Naturverständnis spielt die Entwicklung der Kybernetik entscheidend hinein. Kybernetik als wissenschaftliche Disziplin von der Steuerung und Regelung dynamischer Systeme geht vornehmlich auf Norbert Wiener (1894–1964) zurück. Er führte Mathematiker/innen, Ingenieur/innen und Neurowissenschaftler/innen zusammen, um die Parallelen zwischen Gehirn und Computer zu untersuchen und die Erkenntnisse für Regelungstechniken nutzbar zu machen.
In Analogie zum mechanistischen Weltbild wurden nun Funktionsabläufe biologischer Organismen auf Maschinen übertragen. Sowohl Mensch als auch Maschine funktionieren demnach über komplexe und dynamische Regelkreise und sind damit, unabhängig von ihrer jeweiligen materiellen Beschaffenheit, informationsverarbeitende Systeme.
Die Kybernetik öffnete schließlich die Tür zur Artificial Life Art. Ihren Protagonisten ging es darum, „Maschinen in ihren Praktiken und Diskursen lebendig werden zu lassen, Leben zu synthetisieren und künstliches Leben im Computer zu erzeugen“ (Reichle 2005, 116). Wie auch in der sich parallel entwickelnden BioArt wird der Künstler/innen zum Schöpfer, der nicht mehr kopiert, sondern neu schafft.

Penicillin

Der Schotte Alexander Fleming, Mediziner und Bakteriologe (1881-1955), lässt 1928 eine Bakterienkultur mit Staphylokokken offen in seinem Labor liegen und fährt in den Urlaub. Nach der Rückkehr bemerkt er, dass sich auf der unverschlossenen Petrischale der Schimmelpilz Penicillium notatum gebildet und die Bakterien vernichtet hat. Seit 1929 berichtete Fleming regelmäßig in The British Medical Journal über Penicillin, seine Wirkung und dessen möglichen Einsatz.[1]

Das Antibiotikum Penicillin wurde erstmal im Jahr 1941 einem Patienten verabreicht und spielte eine wichtige Rolle in der Kriegsmedizin. Vier Jahre später, 1945, erhielt Alexander Fleming den Nobelpreis für Medizin und Physiologie. Schon damals warnte Fleming in seiner Rede bei der Nobelpreisverleihung vor einem unachtsamen Gebrauch des vermeintlichen Wundermittels. Heute hat Penicillin beim Einsatz am Menschen an Wirkung verloren, da Bakterien Resistenzen entwickelt haben.

[1] Paul Fleming: The British Medical Journal, Vol. 2, No. 4210 (Sep. 13, 1941), S. 386; The British Medical Journal, Vol. 1, No. 4243 (May 2, 1942), S. 547-548.

Terpene

Terpene sind eine vielfältige Stoffgruppe, deren Vertreter allesamt aus einem variablen Gerüst aus einzelnen Isoprenmolekülen aufgebaut sind. Aufgrund der vorhandenen atomaren Kohlenstoffdoppelbindungen in den Isopren-Bausteinen verfügen diese über eine schier unbegrenzte Anzahl von Verbindungsmöglichkeiten, in denen Ringbildungen (cyclische Terpene), oder die Ausbildung langer Ketten wie etwa in Kunststoffen (Polyterpenen) möglich ist. Diese Kohlenwasserstoffgerüste bilden eine riesige Familie von über 8000 bekannten unterschiedlichen Substanzen mit variierenden Größen. In Pflanzen können Terpene den verschiedensten biologischen Zwecken dienen, von denen viele auch noch als weitgehend unerforscht gelten. Vor allem spielen aber die Abwehr von Schädlingen durch die vielfältig beobachteten antimikrobiellen und antiviralen Eigenschaften und die Nutzung als chemische Botenstoffe/Pheromone eine große Rolle. Die oft aus Pflanzen gewonnenen ätherischen Öle besitzen als Hauptbestandteil eine Mischung aus verschiedenen Terpenen und eng verwandten Stoffgruppen. Die bekannteste Anwendung ist die Herstellung von Naturkautschuks aus dem Milchsaft des mexikanischen Gummibaums, welcher etwa zur Herstellung von Autoreifen verwendet wird.