Wochenrückblick KW 02
Genome von Soja und Anti-Malaria-Kraut geknackt
Internationale Forscherteams haben das komplette Erbgut von Soja und der Malaria-Heilpflanze Artemisia annua entziffert.
Über die vollständige Genomsequenz der Sojabohne (Glycine max) hat ein Konsortium von US-Forschern in der Fachzeitschrift Nature (14. Januar, Bd. 463, S. 178) berichtet. Damit ist erstmals das komplette Genom einer Hülsenfrucht bekannt. Solche Leguminosen sind in der Lage, selbständig Stickstoff aus der Luft fixieren zu können. Soja ist als reicher Eiweiß- und Öl-Lieferant eine der wichtigsten Nahrungspflanzen weltweit. Neben dem Einsatz als Futtermittel gewinnt Soja auch für die Biotreibstoffproduktion zunehmend an Bedeutung. Das Genom von Soja umfasst 1,1 Milliarden Erbgut-Bausteine (Basenpaare).
Besonders interessieren sich Pflanzenforscher für diejenigen Soja-Gene, die für die Öl- und Eiweißproduktion wichtig sind. Von den insgesamt 46 000 identifizierten Genen spielen offenbar 1110 beim Fettstoffwechsel eine Rolle. Die Herstellung gentechnisch veränderter Soja-Pflanzen soll nun einfacher werden. Mithilfe des entzifferten Erbgutes könne die Sojabohne beispielsweise verdaulicher für Menschen und Tiere gemacht werden. So sei der Stoff Stachyose für die Verdauung vieler ein Problem.
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Die Pflanze könne nun genetisch so verändert werden, dass sie weniger dieser Zuckerverbindung produziere. Gentechnisch veränderter Soja ist eine der wichtigsten Nutzpflanzen der grünen Gentechnik. Weltweit werden mehr als 65 Millionen Hektar gv-Soja angebaut, vor allem auf dem amerikanischen Kontinent.
Über die Entschlüsselung des genetischen Codes einer Malaria-Heilpflanze, des Einjährigen Beifußes (Artemisia annua) hat ein Team von britischen Forschern in der Fachzeitschrift Science (15. Januar, Bd. 327, S. 328) berichtet. Das Beifuß-Gewächs produziert den begehrten Wirkstoff Artemisinin. Die Substanz gilt als das schlagkräftigste Medikament gegen den einzelligen Erreger der Malaria tropica. Problem: Die Herstellung von Artemisinin aus den Blättern des Beifußes ist teuer und aufwendig, die Ausbeute nur sehr gering. Die Forscher um Ian Graham von der University of York haben nun nicht nur das Genom von Artemisia annua entziffert, sondern offenbar auch Erbanlagen aufgespürt, die für eine hohe Ausbeute von Artemisinin entscheidend sind. Auf der Basis ihrer Genkarte wollen die Forscher nun Hochleistungs-Sorten züchten, um den Versorgungsengpass entgegen zu wirken. Forscher aus der Disziplin der Synthetischen Biologie versuchen zusätzlich, das Artemisinin von gentechnisch veränderten Hefen herstellen zu lassen.
Linde errichtet Modell-Bioraffinerie in Leuna
Die Linde Group wird das Chemisch-Biotechnologische Prozesszentrum (CBP) in Leuna aufbauen.
Wie am 15. Januar bekannt wurde, haben die Fraunhofer-Gesellschaft und der Anlagenbauer Linde-KCA-Dresden bereits Mitte Dezember 2009 einen entsprechenden Vertrag mit einem Gesamtumfang von 40 Millionen Euro abgeschlossen.
In dem Prozesszentrum sollen an dem traditionellen Chemiestandort in Sachsen-Anhalt insgesamt sieben Prozessanlagen zur Entwicklung und Skalierung von Verfahren der industriellen Biotechnologie zur stofflichen Nutzung nachwachsender Rohstoffe entstehen. Die unabhängig und individuell zu betreibenden Prozesseinheiten werden dabei Reaktorvolumen in unterschiedlichen Größenordnungen von mehreren hundert bis 10.000 Litern aufweisen.
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Sie sollen Arbeitsgruppen aus allen Bereichen offen stehen. Die Fraunhofer-Gesellschaft sorgt für den Betrieb der Anlage, in der mittelfristig 25 Mitarbeiter beschäftigt werden sollen. Die ersten Forschungsprojekte sind schon genehmigt, im laufenden Jahr soll der Grundstein für erste Gebäude gelegt werden, erste Anlagen werden laut Linde Ende 2011 betriebsbereit sein. Das CBP ist ein Gemeinschaftsprojekt von Bund, Land und Wissenschaft (mehr...). Das Bundesministerium für Bildung und Forschung beteiligt sich mit zehn Millionen Euro aus dem Konjunkturpaket sowie weiteren zwei Millionen, mit denen direkt Projekte gefördert werden. Größter Geldgeber ist das Land Sachsen-Anhalt, das insgesamt 20,1 Mio. Euro sowie die Anschubfinanzierung der Projektgruppe beitragen will. Auch diese Mittel stammen zu einem großen Teil aus dem Topf des Konjunkturpakets. Die federführende Fraunhofer-Gesellschaft steuert 9,6 Millionen Euro bei. Die restlichen Mittel sollen durch das Engagement der Industrie aufgebracht werden.
Immunzellen auf verschiedene Abwehrziele umprogrammiert
Manche Zellen der Immunabwehr sind offenbar in der Erkennung ihrer Feinde viel flexibler als bisher gedacht: Sogenannte T-Helfer-Zellen, die sich bereits etwa auf Parasiten spezialisiert haben, lassen sich auf andere Abwehrziele umprogrammieren.
Das berichten Immunologen der Berliner Charité und des Deutschen Rheuma-Forschungszentrums Berlin (DRFZ) im Fachjournal Immunity (14. Januar, Online-Vorabveröffentlichung). Die Entdeckung eröffne neue Optionen zur Therapie von Patienten mit Asthma, Allergien oder anderen immunologischen Erkrankungen, so die Autoren um Max Löhning von der Charité.
Bei der Immunabwehr von Krankheitserregern sind bestimmte weiße Blutkörperchen von besonderer Bedeutung: die T-Helferzellen (Th-Zellen). Sie spezialisieren sich in ihrer Entwicklung, je nachdem, ob sie etwa Viren, Bakterien oder Parasiten bekämpfen sollen. Manche haben gleichzeitig Eigenschaften, die Allergien verstärken.
Bisher gingen Forscher davon aus, dass die Prägung dieser Th-Zellen auf einen bestimmten Erregertyp unwiderruflich ist. Sobald Krankheitserreger in den Organismus eindringen, aktiviert dies die Th-Zellen und prägt sie auf genau diese Angreifer. Bislang waren fünf Untergruppen von Th-Zellen bekannt. Th1-Zellen bekämpfen krank machende Keime und Viren innerhalb der Zellen des menschlichen Körpers. Th2-Zellen dagegen wehren außerhalb der Zellen Erreger und Parasiten ab. Jeder Th-Zelltyp wird von einem bestimmten Genschalter gesteuert: dem sogenannten Schlüssel-Transkriptionsfaktor.
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Löhning und seine Kollegen konnten jetzt nachweisen, dass sich bereits spezialisierte T-Helferzellen noch umprogrammieren lassen. Dafür injizierten sie Mäusen Th2-Zellen, die auf die Abwehr von Parasiten geprägt sind. Anschließend infizierten sie die Mäuse aber gezielt mit Viren. Die Virusinfektion löst bestimmte Immunsignale aus. Mit diesen Signalen gelang es den Forschern, die Th2-Zellen auch zur Bekämpfung der Viren anzuregen.
Das Besondere: Durch die neue Prägung auf Viren geht die vorangegangene Spezialisierung auf Parasiten nicht verloren. Stattdessen entsteht ein neuer Mischtyp - die Forscher bezeichnen ihn als Th2+1-Zellen. Diese Zellen vereinen in sich das Abwehrpotenzial beider Untergruppen und behalten diese Eigenschaft offnenbar auch über Monate hinweg bei.
Nach Ansicht der Forscher eröffnen diese Erkenntnisse neue Wege zur Therapie von Patienten mit Asthma oder Allergien. Denn besonders die gegen Parasiten gerichteten Th2-Zellen tragen zur Entstehung dieser Erkrankungen maßgeblich bei. "Durch das Umprogrammieren in die neue Mischform hoffen wir, die Allergie verstärkenden Eigenschaften dieser Helferzellen schwächen zu können", sagt Löhning.
ERA-NET Industrielle Biotechnologie: Zweite Ausschreibung gestartet
Das europäische Netzwerk "ERA-NET: Industrial Biotechnology" hat eine zweite Ausschreibungsrunde gestartet. Bis Ende März sind auch deutsche Unternehmen und Hochschulen aufgerufen, sich an europäischen Konsortien zu beteiligen.
Das transnationale Netzwerk ERA-NET IB wurde im Jahr 2006 ins Leben gerufen und ist eines von mehr als hundert ERA-NET-Verbünden in Europa, die der Fragmentierung des europäischen Forschungsraumes entgegenwirken wollen. Das ERA-NET IB wurde mit deutscher Beteiligung von 12 Ländern und deren Fördereinrichtungen initiiert, um Forschung und Entwicklung zur industriellen Biotechnologie auf europäischer Ebene gezielt voranzutreiben und gemeinsame, länderübergreifende Kooperationen zwischen Unternehmen und Hochschulen anzustoßen.
Im Jahr 2008 wurde schließlich eine erste gemeinsame Ausschreibung gestartet, durch die seit Anfang 2009 insgesamt acht Konsortien gefördert werden. Dabei werden vier Verbünde von Deutschland aus koordiniert, an zwei weiteren sind deutsche Forscher und Unternehmen beteiligt. Auch die nun gestartete zweite Ausschreibungsrunde richtet sich wieder an Bewerber aus Wissenschaft und Wirtschaft, die gemeinsam Produkte oder Verfahren im Bereich industrielle Biotechnologie entwickeln wollen. Gefördert werden innovative und anwendungsorientierte Forschungsvorhaben mit mindestens drei und höchstens acht Projektpartnern aus den am ERA-NET beteiligten Ländern.
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Inhaltlich kann es dabei zum Beispiel um die Entwicklung neuer Enzyme bzw. neuer industriell genutzter Mikroorganismen gehen oder um die Entwicklung neuer Plattform-Chemikalien aus Bioprozessen sowie die Herstellung von Wertstoffen in Bioraffinerien. Nicht berücksichtigt werden dabei Anträge zum Thema Biokraftstoffe, für die es ein eigenes ERA-NET "Bioenergy" gibt. Gefragt sind vor allem Bewerbungen von kleinen und mittelständischen Unternehmen, aber auch von Hochschulen und außeruniversitäre Forschungseinrichtungen. Erste Projektskizzen müssen bis zum 31. März 2010 beim ERA-IB Sekretariat eingereicht werden. Werden diese positiv bewertet, müssen die detaillierten Anträge bis zum 30. Juni 2010 vorliegen. Interessenten der zweiten Ausschreibungsrunde können am 2. Februar an einem Partnering-Event in Frankfurt/Main teilnehmen. Anmeldungen sind noch bis zum 19. Januar möglich.
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EU-Gesundheitskommissar Dalli: Mehr Zuständigkeiten für Gentechnik
Der maltesische Politiker John Dalli soll in der neuen EU-Kommission der hauptverantwortliche Kommissar zur Gentechnik werden.
Durch einen Neuzuschnitt des Ressorts Gesundheit und Verbraucherschutz sollen die Zuständigkeiten für diesen Bereich stärker als bisher gebündelt werden. Im Fall der Wahl zum Gesundheits-Kommissar durch das EU-Parlament ist Dalli künftig zuständig für die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) und die Europäische Arzneimittelbehörde (EMEA).
Zudem erhält er aus der Umweltkommission deren Gentechnik-Abteilungen. Bei seiner Anhörung vor dem Europäischen Parlament sagte Christdemokrat Dalli am 14. Januar, er wolle Entscheidungen zu Gentechnik-Produkten auf wissenschaftlicher Basis treffen. Der Malteser vermied jedoch konkretere Aussagen zu Fragen der europäischen Gentechnik-Politik.
Mit Blick auf die ihm unterstehenden zentralen europäischen Zulassungsbehörden im Bereich Lebensmittel und Arzneimittel stellte Dalli in Aussicht, deren Unabhängigkeit in regelmäßigen Abständen zu überprüfen. Auf die Frage, ob künftig die Mitgliedstaaten über den Anbau von gentechnisch veränderten Pflanzen auf ihrem Gebiet entscheiden sollten, äußerte sich Dalli nicht direkt.
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In vorangegangenen Interviews hatte sich Dalli für einen entsprechenden Vorschlag Barrosos ausgesprochen. In seinen "Politischen Leitlinien" schlägt Barroso vor, "bei gentechnisch veränderten Organismen ein auf wissenschaftlicher Grundlage beruhendes EU-Zulassungssystem einzuführen, zugleich aber den Mitgliedstaaten die Freiheit der Entscheidung zu lassen, ob sie in ihrem Hoheitsgebiet gentechnisch veränderte Pflanzen anbauen möchten oder nicht." Über eine Neuregelung der Zulassungsprozesse wird seit Jahren gestritten (mehr...) .
Stimmt das EU-Parlament am 26. Januar der neuen Kommission zu, kann diese wie geplant am 1. Februar ihre Arbeit aufnehmen. Dann wird sie auch über die Anbau-Zulassung für die gentechnisch veränderte Amflora-Kartoffel entscheiden. Sollten jedoch einige der designierten Kommissare die nötige Mehrheit im Parlament verfehlen, wird sich der Amtsantritt der neuen EU Kommision weiter verzögern.
Ausführliche Informationen zum Thema bei transgen.de: hier klicken
Genetische Ursache für stolpernde Herzen entdeckt
Drei Forscherteams unter Beteiligung von deutschen Humangenetikern haben eine Reihe von Genvarianten entdeckt, die das Risiko von Herzrhythmusstörungen beeinflussen.
Das Team um Arne Pfeuffer vom Münchner Klinikum rechts der Isar hat in einer großangelegten Genom-Assoziationsstudie neun Genvarianten herausgefiltert, die ein bestimmtes Intervall (PQ-Intervall) in der Herzstromkurve des EKG beeinflussen. Die Forscher berichten im Fachjournal Nature Genetics (10. Januar, Online-Vorabveröffentlichung).
Vorhofflimmern tritt familiär gehäuft auf.
Verwandte ersten Grades haben ein bis zu 5-fach erhöhtes Risiko, ebenfalls an einem Vorhofflimmern zu erkranken. Genomweite Assoziationsstudien sind eine Möglichkeit, die Ursachen der familiären Häufung zu ermitteln. Bei ersten Untersuchungen zeigte sich, dass nicht ein einzelnes Gen die familiäre Häufung erklärt. Bislang haben Studien drei Risikogene zu Tage gefördert, sie erklären jedoch nur wenige Erkrankungsfälle.
Arne Pfeufer und seine Kollegen vom Klinikum rechts der Isar in München haben ihre Studie deshalb an einer größeren Gruppe von Patienten im Rahmen des internationalen CHARGE Konsortiums wiederholt. Statt 3.400 Patienten wurden jetzt 28.000 Menschen eingeschlossen. Dieses Mal wurde nicht nur nach den Risikogenen für ein Vorhofflimmern, sondern generell für Veränderungen des PQ-Intervalls gesucht.
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News: Fehlendes Eiweiß schützt vor Herzinfarkt Wochenrückblick: Zwölf Risikogene für plötzlichen Herztod gefunden |
Dank der größeren Teilnehmerzahl wurden jetzt insgesamt neun Genvarianten für Veränderungen im PQ-Intervall entdeckt, von denen fünf auch das Risiko des Vorhofflimmerns beeinflussen.
Eine Variante befindet sich im Gen SCN10A. Es trägt den Bauplan für einen Natriumkanal, der ein möglicher Ansatzpunkt für neue Arzneimittel ist. Die Assoziation von Herzrhythmusstörungen und der Genvariante wurde durch zwei unabhängige Studien isländischer und britischer Wissenschaftler bestätigt (mehr...). John Chambers vom Imperial College in London hat die Genvariante bereits ins Erbgut von Mäusen geschleust und damit das PQ-Intervall der Tiere verkürzt. Dies bestätigt nicht nur, dass der aufgespürten Assoziation ein kausaler Faktor zugrunde liegt. Es wurde gleichzeitig ein Tiermodell für die Erforschung neuer Medikamente zur Behandlung von Herzrhythmuserkrankungen geschaffen.