Transgene Tomaten

Biotechnologen der Universität Münster entwickelten sichere Methode

Die Ängste vor genmanipulierten Lebensmitteln sind undifferenziert, aber nicht immer unbegründet. Zu ihnen gehört auch die unkontrollierte Ausbreitung des transgenen Erbmaterials über den Pollenflug auf verwandte Nutzpflanzen oder Unkräuter. Mit einer neuen Methode, die Prof. Dr. Ralph Bock vom Institut für Biochemie und Biotechnologie der Pflanzen der Universität Münster entwickelt hat, lässt sich diese Gefahr ausschalten.

„Wir nutzen statt der DNS in den Zellkernen die in den Chloroplasten“, sagt Bock. Diese sei zwar sehr viel begrenzter und liefere nur die Informationen für die Photosynthese, doch dafür trage jede Zelle rund 100 Chloroplasten und diese wiederum je 100 Kopien, während die vollständige Erbinformation im Zellkern nur zweimal vorhanden ist. „Indem wir die DNS in den Chloroplasten manipulieren, können viel höhere Mengen der erwünschten Proteine produziert werden als durch eine Manipulation des Zellkerns. Außerdem schließen wir eine Übertragung aus, denn sie wird nur mütterlich vererbt und kann also nicht über freifliegende Pollen weitergegeben werden“, erläutert Bock.

Kleine Goldkügelchen von der Größe eines halben Mikrometers werden mit dem Genmaterial beschichtet und dann auf ein Blatt geschossen. Im Idealfall schwimmt die Fremd-DNS in einer getroffenen Zelle ab und wird von den Chloroplasten aufgenommen. Dass das Experiment erfolgreich war, weisen die Forscher durch die der Manipulation folgende Antibiotika-Resistenz nach. Diese wirkt nur in den Chloroplasten, so dass ausgeschlossen ist, dass der Zellkern manipuliert wurde. Durch die Vermehrung in Antibiotika-getränkten Kulturmedien lassen sich die erfolgreichen Zellen leicht identifizieren. „Schwierig ist es, diese Zellen am Leben zu erhalten, zum Wachsen zu bringen und aus den undifferenzierten Zellen wieder neue Pflanzen zu ziehen“, so Prof. Bock. Mit Tomatenpflanzen ist der Gruppe aus Münster, Freiburg und Sao Paulo nun das Kunststück gelungen, diese Technik auf essbare Pflanzen zu übertragen.

„Mit Tabakpflanzen war man bereits erfolgreich“, berichtet Bock, „doch die sind unter sterilen Laborbedingungen sehr einfach kultivierbar. Für jede Pflanze sind die Bedingungen anders, müssen die Kulturmedien neu bestimmt werden.“ Für Tomaten haben sich die Wissenschaftler entschieden, weil diese Pflanzen während der Reifung besonders viele Proteine in den Chloroplasten produzieren. Außerdem können sie roh verspeist werden, so dass bei einer Zubereitung keine Proteine zerstört werden.

In vier bis fünf Jahren rechnet Prof. Bock, der nach seinem Wechsel von Freiburg nach Münster gerade dabei ist, in der Dokmstadt eine neue Arbeitsgruppe aufzubauen, mit ersten erfolgreichen Anwendungen für den Markt. Statt Proteine, die sie gegen Antibiotika resistent machen wie jetzt zu Testzwecken, sollen die Früchte dann beispielsweise Impfstoffe produzieren. „Das wäre sehr viel billiger als die Herstellung herkömmlicher Impfstoffe. Außerdem wären Lagerung und Transport gerade in Ländern der Dritten Welt viel unproblematischer“, so Bock. Auch die Resistenz gegen Schädlinge und Krankheiten der Pflanzen selber könnte durch die Manipulation der DNS in den Chloroplasten erreicht werden. Mit der neuen Technik könnte jedes beliebige Gen eingebaut und um ein Vielfaches effektiver als bisher in Proteine übersetzt werden. Dass sich bei transgenen Pflanzen für den Menschen störende Nebenwirkungen einschleichen könnten, befürchtet Bock nicht: „Wenn das Gen in der Pflanze nicht richtig funktioniert, kann es höchstens passieren, dass die Pflanze schlecht wächst“.