Point «Aktuelle Biotechnologie» August 2024 (Nr. 266)

Genomeditierung: Noch gesündere Erdnüsse mit CRISPR/Cas9

Erdnüsse sind ein wahres Superfood. Neben zahlreichen gesunden Nährstoffen und viel wertvollem Eiweiss enthalten sie eine geballte Ladung Energie. Sie bestehen etwa zur Hälfte aus verschiedenen pflanzlichen Ölen. Zusammen mit ihrem angenehmen Geschmack haben sie daher weltweit Einzug in die unterschiedlichsten Küchen gehalten. Einen Nachteil hat ihr hoher Ölanteil allerdings. Er enthält überlangkettige, gesättigte Fettsäuren (VLCSFAs), welche Entstehung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen begünstigen. Nachdem sich keine natürlich vorkommenden Erdnusssorten mit niedrigem VLCSFA-Gehalt fanden, hat ein Forschungsteam aus China, Indien und Australien jetzt zur Genschere gegriffen, um den Nutzen von Erdnüssen für die menschliche Ernährung zu steigern. Die Forschenden identifizierten zunächst zwei Schlüsselgene im Erdnuss-Erbgut, welche an der Produktion von VLCSFAs in den Kernen beteiligt sind. Durch die gezielte Ausschaltung der beiden Gene mit CRISPR/Cas9 erzeugten sie Pflanzen mit einem um 80% reduzierten Gehalt der gesättigten überlangkettigen Fettsäuren in den Erdnüssen. Nachteilige Auswirkungen auf die Pflanzen wurden nicht beobachtet. Die Genomeditierung ist ein vielversprechendes Werkzeug für die Pflanzenzüchtung, auch bei Erdnüssen. Sie wird aktuell zur Verbesserung zahlreicher Eigenschaften eingesetzt, so auch zur Reduktion des Allergengehalts.   (mehr…)

Nachwachsende Rohstoffe: Welterste Bioraffinerie für Bioplastik-Grundstoff FDCA

PET-Flaschen sind allgegenwärtig. Sie sind leicht, stabil und praktisch – es wird geschätzt, dass jede Minute weltweit mehr als eine Millionen PET Flaschen verkauft werden. Auch im Bekleidungsbereich spielt PET eine wichtige Rolle. PET lässt sich gut rezyklieren. Trotzdem werden jährlich mehr als 30 Millionen Tonnen PET neu produziert, zum Grossteil aus fossilen Rohstoffen. Jetzt steht ein Konkurrent in den Startlöchern – der Kunststoff PEF, der sich vollständig aus nachwachsenden Rohstoffen herstellen lässt und damit einen wesentlichen Beitrag zur Reduktion von Treibhausgasen leisten kann. Ausserdem weist PEF in vielen Punkten wie der Stabilität noch bessere Eigenschaften als PET auf, und könnte so die Kunststoffindustrie revolutionieren. Allerdings steht eine der beiden Hauptzutaten für die PEF-Produktion, die Chemikalie FDCA, bisher nur in sehr begrenzten Mengen zur Verfügung. Im Oktober 2024 soll jetzt die welterste FDCA-Bioraffinerie im kommerziellen Massstab in den Niederlanden eröffnet werden. Angestrebt wird eine Jahresproduktion von 5000 Tonnen. Als Rohstoff dient pflanzliche Stärke, später sollen auch Agrarabfälle eingesetzt werden können. Die Anlage entsteht im Rahmen des EU-Projekts PEFerence, einem Industrie-Konsortium von 13 Unternehmen aus 11 Ländern und einem Förderbudget von 25 Millionen EUR, das eine innovative Wertschöpfungskette für FDCA und PET entwickelt. Beteiligt sind unter anderen Avantium, Carlsberg, LEGO, der Luxusgüterkonzern LVHM Beauty sowie Nestlé Research, die damit einen Beitrag zur Nachhaltigkeit leisten wollen.   (mehr…)

Präzisionsfermentation: Biotechnologie ermöglicht vegane Eierspeisen

Eine schmackhafte spanische Kartoffel-Tortilla ohne Hühnereier? Schwer vorstellbar, aber schon Realität in Versuchsküchen und vielleicht schon bald breit verfügbar. Das Streben nach mehr Tierwohl und einer nachhaltigeren Nahrungsmittelproduktion bringt immer mehr Konsumentinnen und Konsumenten dazu, den Verbrauch tierischer Lebensmittel zu reduzieren oder ganz darauf zu verzichten. Der weltweit grösste Hersteller spanischer Tortillas und Omeletten als Fertiggericht, die multinationale Grupo Palacios, hat jetzt mit dem US-amerikanischen Biotech-Unternehmen «The EVERY Company» eine Übereinkunft getroffen, um künftig das ganz ohne Hühner produzierte «Every Egg» in seine Rezepturen übernehmen zu können. Als Grundlage für das vegane Flüssigei wird Hühnereiweiss in einem genetisch angepassten Hefestamm produziert und aus der Nährlösung ausgefiltert. Zusammen mit pflanzlichen Zutaten entsteht daraus ein vollwertiger Ersatz für Hühnerei, der sich weder im Geschmack noch von den Verarbeitungseigenschaften vom Original unterschiedet. «Every Egg» erlebte 2023 sein öffentliches Debut in einem New Yorker Drei-Sterne-Restaurant und will jetzt globale Märkte erobern. Für die EU läuft ein Zulassungsgesuch. Die Präzisionsfermentation mit genetisch angepassten Mikroorganismen ermöglicht zunehmend die Herstellung von veganen Alternativen zu Milch- und Eiprodukten, Kollagen und anderen Lebensmittelzutaten, eine wachsende Zahl von Unternehmen ist aktiv.   (mehr…)

Freilandversuche Schweiz: Weizengene verbessern Mehltauresistenz von Getreide

Die grosse Bedeutung von Weizen für die globale Nahrungsmittelversorgung wird durch verschiedene Pflanzenkrankheiten bedroht. So führt die Pilzerkrankung Echter Mehltau in vielen Weizensorten zu Ertragseinbussen. Die Pflanzenzüchtung hat über die Jahre zahlreiche Resistenzfaktoren in Weizen identifiziert, die mit Hilfe der Molekularbiologie verschiedenen Resistenzgenen zugeordnet werden konnten. Durch die gentechnische Übertragung isolierter Resistenzgene wird es möglich, die Funktion und das Zusammenspiel der Resistenzgene in verschiedenen Kombinationen zu erproben. Zehn Jahre lang liefen auf dem Versuchsfeld von Agroscope in Reckenholz bei Zürich entsprechende Freisetzungsversuche mit gentechnisch veränderten Getreidesorten. Zwei Veröffentlichungen der Universität Zürich und von Agroscope beschreiben jetzt erfolgreiche Ansätze, um die Mehltauresistenz von Getreide zu steigern. Das einzelne Resistenzgen Pm3e führte bei Weizen in neun aufeinanderfolgenden Jahren zu vollständiger Mehltauresistenz. Eine Kombination von vier verschiedenen anderen Genvarianten (Allelen) führte ebenfalls zu Resistenz und kann vermutlich weniger leicht durch den Krankheitserreger umgangen werden. Und das Weizengen Pm3e kann auch Gerste gegen Pilzbefall schützen. Diese und weitere Gen-Kombinationsversuche in Verbindung mit Freilandversuchen ermöglichen die Entwicklung optimierter Züchtungsansätze für krankheitsresistentere Getreidesorten.   (mehr…)

Vollständige PDF Druckversion Point «Aktuelle Biotechnologie» August 2024 (Nr. 266) mit Quellenangaben

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