Die grüne Pflanzenfabrik
Landwirtschaft
Pflanzliche Ressourcen erschließen
Hildegard von Bingens Kräutergarten und exotische meist über das Internet angebotene Wirkstoffe haben einen gemeinsamen Nenner: Die molekulare Basis ihrer pflanzlicher Inhaltsstoffe. Bestimmte Moleküle versprechen eine Wirkung gegen Arteriosklerose oder geben mehr Lichtschutz.
Von der Entdeckung zum Produkt
Für Arznei-, Futter und Nahrungsergänzungsmittel werden Pflanzen schon seit Jahrtausenden gezielt angebaut und deren Wirkstoffe isoliert, angereichert, verpackt und verkauft. Oder die Wirkstoffe werden chemisch nachgebaut. Das Prof. Dr. Ralph Bock vom Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie aus Golm bei Potsdam geht im Rahmen der europäischen Forschungsinitiative DISCO in den nächsten vier Jahren neue Wege. Mit „Organellenbiologie, Biotechnologie und molekulare Ökophysiologie“ sollen bestimmte pflanzliche Wirkstoffe erschlossen und optimiert werden. DICSO steht hier für DISCOvery. Für die Nutzung von Bioressourcen, die von der Entdeckung zum Produkt führen soll.
Nachtschatten- und Schwertliliengewächse
Zwei Pflanzenfamilien erscheinen für die Untersuchungen besonders vielversprechend: Nachtschattengewächse wie Kartoffeln, Tomate oder Tabak und Schwertliliengewächse zu denen u.a. Safran, eine Krokusart, gehört. Vertreter der beiden Familien enthalten natürlicherweise Verbindungen, die für unterschiedliche industrielle und pharmazeutische Zwecke verwendet werden können.
Reifende
Tomaten, die so veraendert wurden, dass sie unterschiedliche Carotinoide
produzieren. In den Tomaten der oberen Reihe wird Lycopin, in den Tomaten der
unteren Reihe β-Carotin synthetisiert; Foto: MPI-MP
„Konkret geht es zunächst einmal um die Stoffe Solanesol, Scopolamin und verschiedene Carotinoide“, erläutert Ralph Bock den Ansatzpunkt des Projekts. Bei Solanesol handelt es sich um ein Terpenoid, das natürlicherweise in Tabak- und Kartoffelblättern vorkommt und Krebserkrankungen vorbeugen kann, gegen Arteriosklerose wirksam ist oder auch als Anti-Aging-Mittel eingesetzt wird. Das Alkaloid Scopolamin kommt gleichfalls in Nachtschattengewächsen vor und kann Schmerzen stillen und Reisekrankheiten (z.B. Seekrankheit) lindern. Bei den Carotinoiden handelt es sich um eine facettenreiche Gruppe pflanzlicher Farbstoffe, die bei Pflanzen weit verbreitet sind. Sie lassen sich u.a. als Futterzusatzstoff in Aquakulturen, sowie als Lichtschutz für die Haut und zur Vorbeugung gegen Hautalterung einsetzen. Neue Erkenntnisse über den Gewinnungsprozess dieser Stoffe könnten auf andere wichtige Vertreter der jeweiligen Stoffgruppe übertragen werden und somit auch zu deren Nutzbarmachung führen.
Hochwertige Produkte
Mit „Metabolic Engineering“ soll die Bildung erwünschter Stoffe in den Pflanzen erhöht werden. Gleichzeitig sollen unerwünschte Stoffe reduziert werden. Denkbar ist auch die Übertragung ganzer Biosynthesewege von einem auf den anderen Organismus.
Lesestoff:
roRo; Foto: MPI-MP