Medizin

Tabakpflanze produziert Mittel gegen Erreger

| Lesedauer: 2 Minuten

Foto: dpa

Vielen Krankheitserregern können Antibiotika nichts mehr anhaben: Sie sind resistent und vermehren sich eifrig weiter. Ihre natürlichen Feinde sind Bakteriophagen. Diese spezifischen Viren wollen Forscher in gentechnisch veränderten Tabakpflanzen anreichern und damit neue wirksame Medikamente herstellen.

Viele schwere Erkrankungen beim Menschen werden durch Bakterien ausgelöst. Ein solcher Erreger ist Streptococcus pyogenes, der verschiedene Atemwegs- und Hautkrankheiten hervorruft. Seine Feinde sind Bakteriophagen, spezifische Viren, die den Krankheitserreger befallen und am Ende des viralen Vermehrungszyklus auflösen. Dieser Prozess wird durch sogenannte Lysine hervorgerufen, wie beispielsweise das Eiweiß "PlyGBS", das spezifisch gegen einige Bakterienstämme der Gattung Streptococcus wirkt. Wissenschaftler um Ralph Bock am Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie in Potsdam-Golm ist es nun gelungen, das Gen für dieses Lysin in Chloroplasten der Tabakpflanze einzufügen. Dort produziert es Lysin in großer Menge.

"Bis zu 70 Prozent des gesamten Proteins der Pflanze ist Lysin" sagt Melanie Oey, Doktorandin in der Arbeitsgruppe von Ralph Bock. Darüber hinaus erweise es sich als sehr stabil gegenüber abbauenden Enzymen - vermutlich einer der Gründe für den enorm hohen Anteil am Gesamtprotein - und in Tests an Bakterienkulturen als hoch wirksam.


Chloroplasten, die Orte der Photosynthese in der pflanzlichen Zelle, eignen sich als Produktionsort für Eiweiße besonders gut. Sie verfügen über eigene Erbinformation und kommen in großer Zahl in der Zelle vor. Seit einigen Jahren arbeiten die Wissenschaftler daran, Verfahren zu entwickeln und zu verfeinern, mit denen die Erbinformation für neue Proteine in das Genom der Chloroplasten eingebracht werden kann. Dabei werden die neuen Gene auf der Oberfläche von mikroskopisch kleinen Goldpartikelchen fixiert und mit einer Kanone in die Chloroplasten geschossen.

Durch das Vorhandensein vieler Chloroplasten pro Zelle können weit mehr der gewünschten Proteine angereichert werden als beim Einbau der entsprechenden Gene in das Genom des Zellkerns. Darüber hinaus werden Chloroplasten in den meisten Pflanzenfamilien nur von der Mutterpflanze an die folgende Generation weiter gegeben und sind nicht im Pollen enthalten. Das verhindert ungewollte Auskreuzungen der gentechnischen Veränderung.

Der Einsatz von Viren zur Bekämpfung von Bakterien ist nicht neu, bereits Anfang des letzten Jahrhunderts wurde mit Bakteriophagen zur Bekämpfung von Bakterien experimentiert. Antibakterielle Virenproteine in Pflanzen herzustellen und anschließend aufzureinigen, stellt jedoch einen innovativen Ansatz für die Bekämpfung antibiotikaresistenter Bakterien dar.