Tabakpflanzen Tabakpflanzen gegen Atemwegserkrankungen

Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie haben ein neues Verfahren entwickelt, das Tabakpflanzen für die Produktion großer Mengen antibiotisch-wirksamer Proteine nutzt.

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Potsdam – Das Bakterium Streptococcus pyogenes ist Auslöser für verschiedene Atemwegs- und Hautkrankheiten. Der Krankheitserreger kann durch spezifische Viren, die Bakteriophagen, befallen werden, die das Bakterium am Ende des viralen Vermehrungszyklus auflösen. Dieser Prozess wird durch lytische Enzyme hervorgerufen, wie beispielsweise das Protein 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 lytische Protein (Lysin) in Chloroplasten der Tabakpflanze einzufügen. Dort produziert es Lysin in großer Menge. Die Proteine zeigen nach Ansicht der Forscher eine hervorragende antibiotische Wirkung und lassen sich durch Pflanzen kostengünstig in großer Menge produzieren und aufreinigen.

„Bis zu 70 Prozent des gesamten Proteins der Pflanze ist Lysin“ sagt Melanie Oey, Doktorandin in der Arbeitsgruppe von Ralph Bock. „Darüber hinaus erweist 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“.

Als Produktionsort für Proteine eignen sich Chloroplasten besonders gut, da sie über eigene Erbinformation verfügen und in vielen Exemplaren pro Zelle vorkommen. Die Max-Planck-Wissenschaftler arbeiten seit Jahren an der Entwicklung und Verfeinerung von Verfahren, mit denen die Erbinformation für neue Proteine in das Genom der Chloroplasten eingebracht werden kann. Die neuen Gene werden auf der Oberfläche von mikroskopisch kleinen Goldpartikelchen fixiert und mit einer Kanone in die Chloroplasten geschossen.

Originalveröffentlichung

Oey, M. et al.: Exhaustion of the chloroplast protein synthesis capacity by massive expression of a highly stable protein antibiotic; The Plant Journal, 27. Oktober 2008, doi: 10.1111/j.1365-313X.2008.03702 (2008)

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