{"id":58733,"date":"2018-12-03T07:23:05","date_gmt":"2018-12-03T06:23:05","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=58733"},"modified":"2018-11-28T13:03:41","modified_gmt":"2018-11-28T12:03:41","slug":"tabak-im-dienst-der-gesundheit","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/tabak-im-dienst-der-gesundheit\/","title":{"rendered":"Tabak im Dienst der Gesundheit"},"content":{"rendered":"

Als Biofabriken k\u00f6nnen Pflanzen wertvolle Wirkstoffe wie Proteine, Antik\u00f6rper, Farb- oder Impfstoffe herstellen. Das Projekt Newcotiana<\/a> zielt darauf ab, die bereits vorhandene Infrastruktur rund um die Tabakindustrie neu auszurichten: Die beteiligten Wissenschaftler, darunter Prof. Dr. Holger Puchta vom Karlsruher Institut f\u00fcr Technologie, setzen moderne Z\u00fcchtungsmethoden ein, um Tabaksorten mit neuen F\u00e4higkeiten zu entwickeln.<\/p>\n

Die getrockneten Bl\u00e4tter von Tabak (Nicotiana tabacum) sind in den westlichen Industriel\u00e4ndern zu Recht in Verruf geraten. Der Zigarettenkonsum geht seit Jahren zur\u00fcck und damit auch der Tabakanbau. Das Projekt Newcotiana soll der Tabakindustrie den Weg in eine nachhaltige Zukunft weisen. Das Zauberwort hei\u00dft in diesem Zusammenhang \u201eMolecular Farming\u201c: Statt den Inhaltsstoff f\u00fcr Zigaretten zu liefern, soll Tabak Medikamente und Kosmetika produzieren.<\/p>\n

Newcotiana ist ein Gro\u00dfprojekt, an dem 19 akademische und industrielle Partner aus acht europ\u00e4ischen L\u00e4ndern und Australien beteiligt sind und das die EU mit 7,2 Millionen Euro im Rahmen des Horizon-2020-Programms f\u00fcr insgesamt viereinhalb Jahre f\u00f6rdert. Verschiedene Z\u00fcchtungsmethoden, darunter eine moderne Form der Pfropfung, werden getestet und miteinander kombiniert. Der Pflanzenbiotechnologe Prof. Dr. Holger Puchta vom Karlsruher Institut f\u00fcr Technologie arbeitet an der entscheidenden Schl\u00fcsseltechnik: \u201eMithilfe der Genschere CRISPR\/Cas wollen wir eine Technik etablieren, mit der wir das Tabakgenom gezielt und effizient ver\u00e4ndern k\u00f6nnen. Tabak soll auf diese Weise medizinisch relevante Proteine wie Antik\u00f6rper oder Wachstumsfaktoren produzieren k\u00f6nnen.\u201c<\/p>\n

\u201eMolecular Farming\u201c-Verfahren werden schon seit mehreren Jahren erprobt. Mit den Methoden der \u201ealten Gentechnik\u201c war die Entwicklung solcher Pflanzen allerdings aufwendig und langwierig. Ein aus Pflanzen gewonnenes Medikament existiert aber bereits: Gentechnisch ver\u00e4nderte Karottenzellen produzieren ein Enzym, das Patienten fehlt, die an der seltenen Erbkrankheit Morbus Gaucher leiden. Elelyso ist seit 2012 in den USA, Israel und mehreren anderen L\u00e4ndern zugelassen.<\/p>\n

CRISPR\/Cas rollt das Feld nun in einem ungeheuren Tempo neu auf. Wissenschaftler weltweit publizieren immer neue Ergebnisse zum Einsatz der Genschere in der Pflanzenzucht. Die ersten derart editierten Pflanzen, etwa Sojabohnen mit ver\u00e4nderter Fetts\u00e4urezusammensetzung, werden in den USA bereits angebaut.<\/p>\n

Momentan wird CRISPR\/Cas haupts\u00e4chlich dazu genutzt, gezielt einzelne Gene auszuschalten. So sind in den Sojabohnen zwei Gene blockiert, was zu einem h\u00f6heren Fetts\u00e4uregehalt f\u00fchrt. Dazu reicht es, mithilfe von CRISPR einen Schnitt in die gew\u00fcnschte Stelle im Erbgut zu setzen. Der verursachte Doppelstrangbruch der DNA wird durch zelleigene Reparaturmechanismen wieder repariert (nicht-homologe Rekombination). Das Zusammenf\u00fcgen der DNA-Str\u00e4nge verl\u00e4uft oft fehlerhaft, sodass das betroffene Gen seine Funktion verliert.<\/p>\n

Mithilfe von CRISPR\/Cas l\u00e4sst sich aber auch fremde DNA an spezifischen Stellen des Erbguts einf\u00fcgen \u2013 eine Voraussetzung, um aus Tabak eine Biofabrik zu machen. \u201eDiese sogenannte homologe Rekombination ist in Pflanzen bislang allerdings schwierig durchzuf\u00fchren und ineffizient\u201c, sagt Puchta. Pflanzengenome seien sehr gro\u00df und die F\u00e4higkeit zur homologen Rekombination vermutlich herunterreguliert, um die Stabilit\u00e4t des Erbguts zu gew\u00e4hrleisten. \u201eIn unserer Versuchspflanze, der Ackerschmalwand, ist es uns aber schon gelungen, die Technik deutlich zu verbessern\u201c, erkl\u00e4rt Puchta, der zuversichtlich ist, dass mittelfristig auch diese H\u00fcrde genommen wird.<\/p>\n

Tabak h\u00e4tte gegen\u00fcber herk\u00f6mmlichen Protein-Produktionssystemen einige Vorteile. Vor allem lie\u00dfen sich schnell gro\u00dfe Mengen auch komplexer Proteine, etwa Antik\u00f6rper oder Impfstoffe, herstellen. Diese lassen sich momentan nur in S\u00e4ugetier-Zellkulturen oder H\u00fchnereiern produzieren. Im Vergleich zu Bakterien sind diese Systeme schwierig zu kultivieren und liefern nur eine geringe Ausbeute. So liefert etwa ein H\u00fchnerei nur eine Impfdosis gegen Grippe. Das ist teuer, und im Fall einer Pandemie w\u00e4re der Vorrat rasch aufgebraucht. Ein Tabakproduktionssystem w\u00e4re leicht skalierbar und g\u00fcnstiger.<\/p>\n

Bakterien wiederum scheiden als Produktionssystem aus, weil sie nicht in der Lage sind, Proteine mit Zuckerresten zu versehen. Diese sogenannte Glykosylierung findet nur in eukaryotischen Zellen statt und ist f\u00fcr die Funktionsweise vieler Proteine wie etwa Antik\u00f6rper unerl\u00e4sslich. \u201eAllerdings versehen Tabakpflanzen Proteine mit anderen Zuckerresten als Menschen, weswegen wir die entsprechenden Enzyme ver\u00e4ndern m\u00fcssten\u201c, sagt Puchta.<\/p>\n

Damit Tabak als Arzneiproduzent in Frage kommt, m\u00fcsste die Pflanze au\u00dferdem ausreichend Protein herstellen. Bei einer \u00fcberm\u00e4\u00dfigen Proteinproduktion kommt es aber zu einer Schutzreaktion, die dazu f\u00fchrt, dass das Protein abgebaut wird. Auch hier k\u00f6nnte CRISPR Abhilfe schaffen, indem die Funktion des proteinabbauenden Enzyms gestoppt wird.<\/p>\n

Eine solche Tabakpflanze, die komplexe menschliche Proteine produziert, tr\u00e4gt artfremde Geninformationen und f\u00e4llt als gentechnisch ver\u00e4nderter Organismus (GVO) automatisch unter das Gentechnikgesetz. \u201eSolche Pflanzen durchlaufen zahlreiche Sicherheitstests und wachsen zun\u00e4chst in geschlossenen Gew\u00e4chsh\u00e4usern heran\u201c, erkl\u00e4rt Puchta. Feldversuche seien in Spanien unter den GVO-Regularien geplant.<\/p>\n

\u201eIn Tabakpflanzen sind aber auch Biosynthesewege vorhanden, die man leicht durch Punktmutationen ver\u00e4ndern kann. Auf diese Weise lie\u00dfen sich bestimmte sekund\u00e4re Pflanzenstoffe gewinnen\u201c, sagt Puchta, der wie viele andere Wissenschaftler gehofft hatte, dass solche Pflanzen, die kein artfremdes DNA-Material tragen und nur geringf\u00fcgig und pr\u00e4zise ver\u00e4ndert wurden, nicht unter die strengen GVO-Regularien fallen w\u00fcrden.<\/p>\n

Doch das Urteil des Europ\u00e4ischen Gerichtshofs (EuGH) im Juli 2018 hat klargestellt: Die neuen Pflanzenzuchtmethoden, die unter dem Begriff \u201eGenome Editing\u201c zusammengefasst werden, fallen unter das Gentechnikgesetz, auch wenn es sich dabei um Punktmutationen handelt. \u201eMutationen sind etwas Nat\u00fcrliches und kommen in der Natur laufend vor. Auch unsere klassische Z\u00fcchtung beruht auf Mutationen. Wir nutzen Chemie und radioaktive Strahlen, um massenhaft Mutationen auszul\u00f6sen, ohne zu wissen, wie viele entstehen und wo. Solche Pflanzen gelten als sicher. Mit CRISPR rufen wir einzelne Punktmutationen an definierten Stellen hervor, die so auch auf nat\u00fcrliche Weise h\u00e4tten entstehen k\u00f6nnen. Aber solche Pflanzen gelten als potenziell gef\u00e4hrlich. Es ist absurd\u201c, sagt Puchta.<\/p>\n

Auch auf das Newcotiana-Projekt hat das EuGH-Urteil indirekt Einfluss. Denn nun werden auch CRISPR-editierte Tabakpflanzen mit Punktmutationen das teure und zeitraubende GVO-Zulassungsverfahren durchlaufen m\u00fcssen. \u201eDie Anwendung unserer Forschung wird erschwert\u201c, sagt Puchta, \u201eEuropa hing durch seine restriktive Gesetzgebung in der Pflanzenbiotechnologie ohnehin hinterher. Die Lage hat sich mit dem neuen Urteil weiter verschlechtert.\u201c<\/p>\n

Der Bio\u00f6konomierat, ein unabh\u00e4ngiges Beratungsgremium, hat die Regierung nach dem Urteil aufgefordert, das Gentechnikrecht zu modernisieren. \u201eAndernfalls bleibe Deutschland bei dieser \u201ebiologischen Revolution\u201c au\u00dfen vor und werde auch die notwendige internationale Regulierung nicht mitgestalten\u201c, schreibt der Rat in seiner Stellungnahme. \u201eDas w\u00e4re dringend notwendig\u201c, best\u00e4tigt Puchta, \u201eaber ich kann momentan keinen politischen Willen entdecken. Dabei ist die Pflanzenbiotechnologie \u00fcberaus zukunftstr\u00e4chtig.\u201c<\/p>\n

 <\/p>\n

Literatur<\/p>\n

https:\/\/newcotiana.org\/
\nhttps:\/\/www.gesetze-im-internet.de\/gentg\/BJNR110800990.html
\nhttp:\/\/biooekonomierat.de\/aktuelles\/stellungnahme-zu-genome-editing\/<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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