Pflanzengenomforschung: 'Molekulare Schere' an der KAUST entwickelt

In einer Studie, die in der US-amerikanischen Fachzeitschrift „Proceedings of the National Academy of Sciences“ (PNAS) vom 24. Januar 2011 veröffentlicht wurde, behandeln Dr. Magdy Mahfouz und das Forscherteam eine neue Methode zur gentechnischen Manipulation von Pflanzen zur Resistenz gegenüber aggressiver Umgebungen.

Regionen wie Saudi-Arabien und der Mittlere Osten, in denen die Wasserquantität und -qualität begrenzt sind, könnten vom Anpflanzen von Getreidesorten mit gentechnisch erzeugter Stresstoleranz profitieren und somit nicht nur den Ernährungsbedürfnissen einer wachsenden Bevölkerung gerecht werden, sondern auch den Weg zum Export von überschüssigem Getreide in Länder mit restriktiven Märkten wie Japan ebnen.

Dr. Mahfouz ist am „Plant Stress Genomics Research Center“ der KAUST unter der Leitung von Professor Jian-Kang Zhu tätig. Diese neuesten Forschungen stimmen exakt mit dem Wunsch des Gründers überein, dass durch die Universität die Vorteile neuartiger Forschungen und die daraus resultierende wirtschaftliche Entwicklung in die Region gebracht werden sollen und somit viel versprechende internationale Vorteile entstehen.

Dr. Mahfouz hat aus einem Protein ein „Reparaturwerkzeug“ (molekulare Schere) entwickelt, das zweierlei Dinge bewirkt: es findet unter Verwendung einer genetischen „Postleitzahl“ den exakten Ort auf dem Genom, an dem es geschnitten werden soll, und löscht anschliessend das Gen mit herausragender Exaktheit und Präzision, bearbeitet es oder fügt ein neues hinzu.

Die Arbeit von Dr. Mahfouz birgt das Potential viel stärker breitgefächerter Anwendungen wie zum Beispiel in der Humanmedizin. Diese neue Technologie könnte die Methode verbessern, die dazu verwendet werden könnte, „schlechte“ Gene durch gute zu ersetzen oder jene defekten Gene auszuschneiden oder auszuschalten, die Ursache für Krankheiten sind.

In einem Kommentar zu den Forschungen bezeichnete KAUST-Provost Stefan Catsicas die Technologie als wissenschaftlichen Durchbruch mit viel versprechendem Potential, sollte das Patent letzten Endes erfolgreich sein.

Dr. Nina Fedoroff, Professorin für Biowissenschaften an der Penn State University, sagte über die Publikation Mahfouz', sie „zeigt die Durchführbarkeit der Entwicklung eines Enzyms zum Schneiden von DNA, das darauf ausgerichtet ist, eine gewünschte Zielsequenz mit sehr hoher Genauigkeit zu schneiden. Dies ist ein hervorragender Schritt hin zur Entwicklung hochspezifischer genetischer Verbesserungen von Getreidepflanzen, bei dem gleichzeitig potentielle Risiken vermieden werden, die viele in konventionellen Strategien zur gentechnischen Manipulation sehen. Darüber hinaus liefert die Studie den ersten Beweis, dass diese spezifische Strategie bei Pflanzen eingesetzt werden kann.“ Professorin Federoff sagte zudem, sie freue sich über derart bahnbrechende Beiträge von einer so jungen Universität wie der KAUST.

Dr. Bengt Norden, Professor für physikalische Chemie an der Technischen Universität Chalmers in Schweden und ehemaliger Vorsitzender des Nobelpreiskommittees für Chemie, kommentierte, er sei sehr erfreut über den bahnbrechenden Beitrag der KAUST im Bereich Biowissenschaften. „Mahfouz' Arbeit hat einen grossen Einfluss und steht mit früheren Entdeckungen des Nobelpreisträgers Sir Aaron Klug in Verbindung, die belegt haben, dass DNA-erkennende Zinkfingerproteine in Verbindung mit einer Nukleasefunktion genutzt werden könnten, um auf hochselektive Weise Doppelstrangbrüche von DNA zu erzeugen, die das rekombinationskatalysierte Einsetzen einer Oligonukleotid-Sequenz von überraschend hoher Effizienz initiiert.

Die Möglichkeit, diese DNA-Manipulation für den klinischen Zweck der Gentherapie einzusetzen, ist daher nicht mehr nur Science Fiction.“

Über die KAUST

Die „King Abdullah University of Science and Technology“ (KAUST) ist eine internationale Forschungsuniversität auf Master-Niveau mit Standort am Roten Meer, die sich der Anregung zu einem neuen Zeitalter wissenschaftlicher Leistungen zum Vorteil Saudi Arabiens und darüber hinaus widmet. Die Universität engagiert sich für die Förderung von Wissenschaft und Technologie über transdisziplinäre Forschung in den weltweit bedeutenden Bereichen Energie, Wasser, Lebensmittel und Umwelt. Die KAUST ist die Umsetzung einer jahrzehntelangen Vision des Wächters der Zwei Heiligen Moscheen, König Abdullah Bin Abdulaziz Al Saud, wird von einem unabhängigen, sich selbst tragenden Kuratorium geleitet und von einer großzügigen Schenkung unterstützt. Der erste Kursus mit 300 Master-Studenten hat im Dezember 2010 graduiert.

Pressekontakt:

Christopher Sands,
Head of UniversityCommunications,
christopher.sands@kaust.edu.sa,
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