Horizon 2020: Biofabrik Tabakpflanze

Tabakpflanzen können mehr

Im Februar 2018 startet das EU-finanzierte Projekt NEWCOTIANA. Eine der Forschungsgruppen im Projekt sind Wissenschaftler um Ralph Bock, Direktor am Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie (MPI-MP). Die Wissenschaftler werden in den nächsten viereinhalb Jahren die neuesten molekularbiologischen Züchtungsmethoden einsetzen und miteinander kombinieren, um aus Tabak und seinem wilden Verwandten Nicotiana benthamiana neue Sorten zu entwickeln. Diese könnten zur nachhaltigen Produktion von Pharmazeutika und Kosmetika dienen.

Herkömmlicher Baumtabak (oben) und lachsfarbener Baumtabak (unten) mit neu-integriertem Stoffwechsel zur Astaxathin-Produktion. (Bild: Prof. Dr. Ralph Bock, MPI-MP)

Tabakpflanzen können viel mehr als der Ausgangsstoff für die Produktion gesundheitsschädlicher Zigaretten sein. Wissenschaftler haben vielversprechende neue Züchtungsmethoden entdeckt, die dazu genutzt werden könnten Tabakblätter in pflanzliche Biofabriken zu verwandeln. So könnten in den Pflanzen Impfstoffe, Antikörper und andere gesundheitsfördernde Stoffe, wie Anti-Aging-Produkte oder Entzündungshemmer hergestellt werden.

Die Wissenschaftler wollen im Rahmen des Verbundprojekts verschiedene Techniken nutzen, um Tabak in eine Biofabrik umzuwandeln. Neben modernen Formen des Pfropfens sollen weitere Methoden eingesetzt werden, wie die CRISPR-Technik, die völlig neue Möglichkeiten für die Pflanzenzüchtung eröffnet „Unser Ziel ist es, neue Tabaksorten zu züchten, die als hocheffiziente Biofabriken arbeiten“, erklärt Ralph Bock, führender Wissenschaftler in dem Projekt. „Die Nutzung dieser Pflanzen als sichere Produktionsstätte für das sogenannte Molecular Farming wird es uns künftig ermöglichen, hochwirksame medizinische Substanzen aus Pflanzen zu gewinnen.“

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Der Einsatz der neuesten Züchtungsmethoden wird dazu beitragen, den traditionellen Tabakanbau wiederzubeleben, da im Rahmen des Projekts NEWCOTIANA eine Änderung der Tabaknutzung ermöglicht werden soll. Statt gesundheitsschädlicher Produkte könnten zukünftig der Gesundheit zuträgliche Erzeugnisse aus Tabak hergestellt werden. Dies entspricht im vollen Umfang dem Ziel der wissensbasierten Bioökonomie der EU.

„Wir werden im Rahmen von NEWCOTIANA Untersuchungen durchführen, die eine Einschätzung der Effizienz und Sicherheit der eingesetzten Züchtungsmethoden ermöglichen und werden für Industrie, politische Entscheidungsträger und Verbraucher Grundlagen liefern, um die Entscheidungsprozesse zur Einführung dieser Methoden in Europa zu unterstützen“, ergänzt Diego Orzaez vom CSIC und Koordinator des NEWCOTIANA Projekts. „Die wissenschaftlichen Ziele von NEWCOTIANA sind ambitioniert. Außerdem ist uns bewusst, dass wir verschiedenste technische Fragen klären müssen und darüber hinaus regulatorische Anforderungen beachten müssen. Wir sehen uns auch in der Verantwortung den Dialog mit Interessensvertretern und der allgemeinen Öffentlichkeit zu führen.“

Das Wissenschaftlerteam in Potsdam wird mit Hilfe des horizontalen Genomtransfers neue Tabaksorten züchten. Dieser Prozess, bei dem komplette Genome von einer Art auf eine andere übertragen werden können, findet in gepfropften Pflanzen statt und wurde erst kürzlich durch das Team entdeckt (Fuentes, I. et al., Nature 2014).

NEWCOTIANA wird mit 7,2 Millionen Euro durch die EU im Rahmen des Programms Horizon 2020 gefördert. Die Wissenschaftler des Institute for Plant Molecular and Cellular Biology (IBMCP) des Spanish Research Council (CSIC) koordinieren das Projekt, dem 19 akademische und industrielle Partner aus acht Europäischen Ländern und Australien angehören.

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