Britische Computerwissenschaftler haben einen “künstlichen Wissenschaftler” entwickelt, der selbständig Hypothesen aufstellt und Experimente entwirft, um diese Hypothesen zu überprüfen. Nachdem er die Experimente durchgeführt hat, interpretiert er die Daten. Kommt er zu dem Schluss, dass die Hypothese falsch war, führt er weitere Experimente durch. Stephen Muggleton vom Imperial College in London und seine Kollegen stellen ihren “Roboprof” im Fachmagazin Nature (Bd. 427, S. 247) vor.
Roboprof sollte im einzelnen die Funktion der Hefegene bestimmen, die der Hefe den Aufbau aromatischer Aminosäuren ermöglichen. Die Synthese, also die Produktion dieser Aminosäuren geschieht in einer komplexen Abfolge einzelner Schritte. Bei jedem dieser Schritte entsteht ein Zwischenprodukt, das im nächsten Schritt weiterverarbeitet wird. Für jeden einzelnen Schritt ist ein anderes spezielles Enzym verantwortlich, dessen Herstellungsinformation wiederum in einem bestimmten Gen im Erbgut der Hefe enthalten ist. Roboprofs Aufgabe war es nun herauszufinden, welches Gen die Information für welches Enzym enthält.
Zur Verfügung standen ihm dafür die Zwischenprodukte der Aminosäuresynthese und verschiedene Hefekulturen, denen jeweils ein einzelnes Gen fehlte. Roboprof hatte damit die Möglichkeit auszuprobieren, ob eine Hefezelle, der ein bestimmtes Gen fehlte und die deshalb die Aminosäure nicht synthetisieren konnte, dies doch konnte, wenn man ihr ein bestimmtes Zwischenprodukt anbot.
Roboprof selbst bestand aus mehreren Computern und einem vollautomatischen Laboratorium, das von den Computern gesteuert wurde. Die Forscher hatten Roboprof mit einer mathematische Sprache ausgestattet, die es ihm erlaubte, alle Objekte und Vorgänge des Hefeexperiments mit logischen Formeln zu beschreiben. Damit konnte Roboprof wie ein menschlicher Wissenschaftler durch systematische Wiederholung des Experiments mit verschiedenen Hefekulturen, denen unterschiedliche Zwischenprodukte angeboten wurden, erforschen, welches Gen für welchen Zwischenschritt verantwortlich ist.
Die britischen Forscher verglichen die Leistung von Roboprof mit der menschlicher Wissenschaftler und stellten keinen signifikanten Unterschied fest. Muggleton und seine Kollegen werten die Leistung ihres Roboprofs als Beweis dafür, dass bestimmte Aspekte des logischen Denkens auf effiziente Weise automatisiert werden können. “Das ist wünschenswert, weil es Wissenschaftler entlastet und ihnen den Freiraum verschafft, den sie für hochkreative wissenschaftliche Leistungen benötigen”, schreiben die Forscher.
Axel Tillemans
