Die Zukunft der Produktion sekundärer Pflanzenstoffe könnte im Gewächshaus liegen. Deutsche und britische Wissenschaftler haben einen Weg gefunden, größere Mengen pflanzlicher Inhaltsstoffe mit medizinischer Wirkung mithilfe von Tomaten zu produzieren. Ihre Arbeit veröffentlichten sie kürzlich im Fachjournal Nature Communications.
Sie erprobten das Verfahren zunächst an den Substanzen Resveratrol und Genistein, die in Weintrauben bzw. Soja vorkommen. Das Polyphenol Resveratrol zeigte in mehreren Tierstudien lebensverlängernde Wirkung. Der Sojabestandteil Genistein gehört zu den sogenannten Phytoöstrogenen. Es bindet an den menschlichen Östrogenrezeptor und hemmt das Tumorwachstum bei hormonempfindlichen Krebsarten wie z. B. Brustkrebs. Der Gehalt in Weintrauben bzw. Sojabohnen ist jedoch in beiden Fällen niedrig und die Gewinnung, etwa für pharmakologische Untersuchungen, mühsam.
Es gab bereits gentechnisch erzeugte Tomatensorten, die die entsprechenden Substanzen produzieren können. Die Ausbeute war jedoch für eine effektive Verwertung zu gering. Das änderte sich, als die Wissenschaftler den Transkriptionsfaktor AtMYB12 in die jeweiligen Sorten einkreuzten. Ein Transkriptionsfaktor wirkt wie ein Schalter. Bindet er an die entsprechende Region eines Gens, wird die Produktion des entsprechenden Genprodukts gestartet oder gestoppt.
Wie die Wissenschaftler zeigen konnten, steigert AtMYB12 die Produktion von sogenannten aromatischen Aminosäuren, die als Vorstufen für viele sekundäre Pflanzenstoffe dienen, u. a. auch Polyphenole und Phytoöstrogene. Zusätzlich werden die Grundbausteine dieser Aminosäuren verstärkt produziert. Beim Resveratrol verzehnfachte sich die Ausbeute auf diese Weise. Der Genisteingehalt stieg sogar um den Faktor 260. In beiden Fällen war der Gehalt in den Tomaten über hundert Mal höher als in Trauben bzw. in Sojaprodukten. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass sich auf dieselbe Weise auch andere sekundäre Pflanzenstoffe aus aromatischen Aminosäuren in Tomaten produzieren lassen.
Sollte sich das bestätigen, hat das Verfahren das Potenzial, die Herstellung von Phytochemikalien zu revolutionieren. Tomaten gehören zu den ertragreichsten Nutzpflanzen und werden weltweit massenhaft angebaut. Die angereicherten Substanzen können einfach nach dem auspressen aus dem Saft gewonnen werden. Das ist deutlich einfacher, als sie mühsam im Labor oder aus den ursprünglichen Pflanzen zu gewinnen. (Dr. Margit Ritzka, aid)
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