Point «Aktuelle Biotechnologie» August 2022 (Nr. 242)

Ernährungssicherheit: Reisgen ermöglicht grossen Ertragssprung 

Um mit der steigenden Nachfrage mitzuhalten, müssen Pflanzenerträge deutlich verbessert werden. Allerdings stösst die klassische Züchtung hier an ihre Grenzen. Forschende aus China berichten jetzt über eine genetische Strategie. Sie verstärkten die Aktivität eines einzelnen Regulator-Gens in Reis, und beeinflussten dadurch zahlreiche Stoffwechselprozesse. Die Effizienz der Photosynthese wurde so gesteigert. Zugleich wurde auch die Stickstoffverwertung der Pflanzen verbessert. Dadurch wuchsen die Erträge um 40 %. Das belegten die Forschenden durch Feldversuche in verschiedenen Klimaregionen. Die Strategie könnte zu einer nachhaltigen Intensivierung der Produktion bei Reis beitragen, aber auch in anderen Getreiden und Nutzpflanzen.   (mehr…)

Probiotika: Genomeditierung in Bifidobakterien

Die Darmflora spielt eine wichtige Rolle für unsere Gesundheit und das Immunsystem. Sie kann durch Probiotika mit lebendigen Mikroorganismen unterstützt werden. Bisher war es allerdings schwierig, die Eigenschaften dieser Mikroorganismen weiter zu verbessern. Besonders Bifidobakterien-Stämme waren dabei schwierig zu bearbeiten. Jetzt haben Forschende Werkzeuge zur Genomeditierung für diese Arten entwickelt. Damit können gezielt gewünschte Eigenschaften weiter verbessert werden, aber auch unerwünschte Eigenschaften entfernt werden. So ist es jetzt möglich, natürlich vorkommende Antibiotika-Resistenzgene in manchen Bifidobakterien-Stämmen zu entfernen und so deren Gesundheitsnutzen weiter auszubauen.   (mehr…)

Protein-Design: «Künstliche Intelligenz» für völlig neuartige Eiweisse

Eiweisse spielen eine zentrale Rolle für alle Lebensprozesse. Sie bilden Körperstrukturen, unterstützen Stoffwechselfunktionen, übertragen Signale und üben Steuerungsfunktionen aus. Dabei bestimmt die räumliche Struktur der Eiweiss-Moleküle weitgehend ihre Eigenschaften. Statt mit aufwändigen Labormethoden können moderne Verfahren der Bioinformatik jetzt einfach und schnell die dreidimensionale Struktur von Eiweissen vorhersagen. Aktuelle Forschungsresultate gehen sogar noch weiter: mit Hilfe neuraler Netzwerke können vollkommen neuartige, in der Natur noch nie beobachtete Eiweisse mit gewünschten Eigenschaften im Computer entwickelt werden. Das eröffnet die Möglichkeit zur Produktion verbesserter industrieller Enzyme, innovativer medizinischer Wirkstoffe und von neuen Impfstoffen.   (mehr…)

Innovative Züchtung: Eine neue Nutzpflanze für Biotreibstoff und nachhaltigere Landwirtschaft

Die Nachfrage nach klimafreundlichen Biotreibstoffen auf Pflanzenbasis wächst ständig. Um eine Konkurrenz mit der Nahrungsproduktion zu vermeiden, haben Pflanzenforscher jetzt einen innovativen Ansatz gewählt und eine ganz neue Nutzpflanze auf Basis des Acker-Hellerkrauts entwickelt. Durch Züchtung und Genomeditierung mit CRISPR/Cas9 wurden die Eigenschaften der Pflanzen für den Anbau, die Verarbeitung und die Produktqualität verbessert. CoverCress™ kann ohne Einschränkung der bisherigen Fruchtfolge als Zwischenfrucht über den Winter angebaut werden, und schützt dabei den Boden. Bei der Ernte im Frühjahr werden hochwertiges Öl zur Produktion von Biodiesel und wertvolles Tierfutter gewonnen. In den USA wird ein grossflächiger Anbau vorbereitet, der einen deutlichen Beitrag zur Biotreibstoffproduktion leisten könnte.   (mehr…)

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