Point «Aktuelle Biotechnologie» April 2022 (Nr. 238)

Ernährungssicherheit: Genomeditierte Nutzpflanzen für Kleinbauern

Neue, präzise Züchtungsverfahren mit Hilfe der Genschere CRIPR/Cas9 ermöglichen es, die Eigenschafen von Nutzpflanzen schnell an die Bedürfnisse der lokalen Landwirtschaft anzupassen. Das eröffnet auch Chancen, um die Ernährung für Kleinbauern zu sichern und ihre Armut zu bekämpfen. Die globale Forschungs-Partnerschaft CGIAR setzt die Genomeditierung daher gezielt ein, um Pflanzenarten und Eigenschaften zu verbessern, die speziell Kleinbauern zugutekommen und für kommerzielle Züchtungsunternehmen weniger interessant sind. So werden krankheitsresistente Bananen, Maniok mit weniger Blausäure, und Maissorten mit Resistenz gegen pflanzliche Parasiten entwickelt. Aber auch resistentere Kartoffeln, Reis und Weizen sind Ziel der Entwicklungsarbeiten. CGIAR-Forschende sehen im Einsatz der modernen Züchtungsverfahren keine wissenschaftlichen Risiken, die sich von herkömmlichen Methoden unterscheiden. Sie sehen jedoch unangemessen strenge Auflagen für neue Technologien, mangelndes Vertrauen, und zu geringe Unterstützung für die öffentliche Forschung als Probleme, welche die grossen Chancen innovativer Züchtungsverfahren für Entwicklungsländer einschränken.   (mehr…)

Medizin: Klinische Studien für Therapien mit CRISPR/Cas9

Vor zehn Jahren wurden die ersten Anwendungen des CRISPR/Cas9 Verfahrens zur gezielten Erbgutveränderung beschrieben. Die neuen wissenschaftlichen Möglichkeiten und die schnelle Weiterentwicklung der Technologien haben zu einer enormen Zunahme der praktischen Anwendungen in vielen Bereichen geführt. Auch Behandlungen für menschliche Erkrankungen oder Gendefekte werden entwickelt, hierzu laufen weltweit bereits mehrere klinische Studien. Am weitesten fortgeschritten sind Therapien für Blutkrankheiten, wie die Sichelzellanämie und die Beta-Thalassämie. Hier könnten schon bald die ersten Zulassungen erfolgen. Aber auch für die Immuntherapie von Krebs, für die Verhinderung genetisch bedingter Erblindung, und für schwere Erbkrankheiten werden die ersten Patienten behandelt. Vielversprechende Ansätze mit CRISPR/Cas9 gibt es auch zur Therapie von Diabetes, oder von Infektionskrankheiten wie schweren Harnweginfekten oder von HIV. Positive Resultate mit einer kleinen Zahl von Versuchspersonen müssen zunächst die Sicherheit der Behandlung bestätigen, bevor die Wirksamkeit mit einer grösseren Zahl von Patienten geprüft wird. Mehrere Therapieansätze befinden sich bereits auf dem Weg zu einer breiteren Anwendung und zu einer Zulassung, neue Behandlungen auch für weitere Krankheiten kommen stetig hinzu.    (mehr…)

Industrielle Biotechnologie: Nachhaltigere Produktion von Nylon-Grundstoff mit Bakterien

Biotechnologische Verfahren bieten bei der Chemikalien-Produktion oft deutliche Vorteile gegenüber herkömmlichen chemischen Synthesen. Prozesse können bei niedrigeren Temperaturen ablaufen, und die Verwendung aggressiver Substanzen kann eingeschränkt werden. Ein deutsches Forscherteam beschreibt jetzt, wie ein wichtiger Grundstoff der Kunststoff- und Nylonproduktion, die Adipinsäure, mit Hilfe von genetisch angepassten Bakterien erzeugt werden kann. Damit die Pseudomonas-Bakterien Adipinsäure produzieren können, setzten ihnen die Forscher mehrere Gene aus anderen Bakterien ein. Durch dieses gezielte Stoffwechsel-Design erlangten die Bakterien die Fähigkeit, bei ihrem Wachstum mit hoher Ausbeute die Chemikalie Cyclohexan zu Adipinsäure umzusetzen. Diese kann dann aus der Nährbrühe der Bakterien gewonnen werden. Die herkömmliche chemische Synthese von Adipinsäure setzt grosse Mengen von klimaschädlichem Lachgas frei, was bei dem jetzt vorgestellten Biotech-Verfahren nicht der Fall ist.   (mehr…)

Landwirtschaft: Freilandversuche mit genomeditiertem Mais in Belgien

Der Klimawandel stellt die Landwirtschaft vor zunehmende Herausforderungen. Zugleich steigen die Ansprüche der Gesellschaft an die Nachhaltigkeit der landwirtschaftlichen Produktion. Die beiden belgischen Forschungsinstitute VIB und ILVO spannen jetzt zusammen, um die Entwicklung von Maissorten für nachhaltigere Ernährungssysteme voranzutreiben. Dabei setzen sie auf die präzisen und schnellen Werkzeuge der Genomeditierung, um die Eigenschaften der Pflanzen anzupassen. Nach vielversprechenden Versuchen im Labor und im Treibhaus hat die belgische Regierung jetzt Freilandversuche mit drei verschiedenen, genomeditierten Maissorten bewilligt. Die Pflanzen wurden verändert, um unempfindlicher gegen längere Trockenperioden und verschiedene Umwelt-Stressfaktoren zu sein. Ausserdem sollten sie leichter verdaulich sein, was zu einer ressourcensparenden und weniger umweltbelastenden Tierfütterung beiträgt. Die Eigenschaften der Pflanzen werden jetzt unter Praxisbedingungen auf dem Feld erprobt. Die Versuche werden über einen Zeitraum von drei Jahren in Flandern durchgeführt.   (mehr…)

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Text und Redaktion: Jan Lucht, Leiter Biotechnologie (jan.lucht@scienceindustries.ch)