Gentechnik und Tabak
Ein Überblick über den derzeitigen Forschungsstand

Es gibt wohl kaum ein Gebiet in der heutigen Wissenschaft über das so kontrovers diskutiert wird wie die Gentechnik. Hier treffen ethische, medizinische, philosophische und theologische für und wider Argumentationen mit großer Heftigkeit aufeinander, teils sachlich erörtert, aber auch mit großer Polemik vorgetragen und dabei selten frei von Emotionen. Denken wir nur an die erbittert geführten Auseinandersetzungen über das Klonen von Tieren. Im folgenden Artikel wollen wir uns behutsam diesem Thema nähern

Eine kleine Einführung in ein schwieriges Thema

Gene sind die Träger des Erbgutes die in den Chromosomen im Zellkern liegen und in ihrer Gesamtheit (Genom) das Erbgut von Pflanze, Tier und Mensch bestimmen. Das Gen ist ein einzelner Abschnitt auf einem viele Gene umfassenden Molekül, der Desoxyribonukleinsäure (Abkürzung DNS, heute häufig DNA genannt von englisch deoxyribonucleic acid).
Die DNS besteht aus einem langen Doppelstrang, in dem sich Zuckermoleküle (Desoxyribose) und Phosphatreste abwechseln und der durch quer stehende Basenpaare zusammengehalten wird. Die Abfolge der Basenpaare (Basensequenz) enthält die Erbinformationen die für die Entwicklung notwendig sind. Die einzelnen Basen wirken dabei wie die Buchstaben eines Alphabets, aus der Abfolge mehrerer Basen ergibt sich dann ein Sinn. Es ist im Grunde vergleichbar mit einem Wort, dass sich ja auch aus der logischen Folge mehrerer Buchstaben ergibt.

"Ein Gen enthält die genetische Information für die Bildung einer jeweils spezifischen Polypeptidkette, so z.B. für ein Struktureiweiß oder ein Enzym. Dadurch steuern die Gene die Stoffwechselvorgänge der Zellen in den Geweben und Organen. Sie steuern damit Entwicklung und Wachstum und alle Lebensvorgänge eines Menschen."
Quelle: Bibliographisches Institut & F. A. Brockhaus AG

Aus was besteht nun ein Gen? Um es mir etwas leichter zu machen zitiere ich wiederum aus dem Lexikon:

"Die DNA ist ein fadenförmiges Molekül, das aus zwei Ketten besteht. Die Kettenÿý auch Stränge (englisch: strand) genanntÿý bestehen aus sich wiederholenden Einzelbausteinen, den Nukleotiden, die über kovalente Bindungen (Phosphorsäurediesterbindungen) miteinander verknüpft sind. Die Nukleotide bestehen wiederum aus drei Teilen: einer Phosphorsäure- beziehungsweise der Phosphatgruppe, einem Zuckermolekül (der 2'-Desoxyribose) und einer Nukleobase. In der DNA gibt es vier verschiedene Nukleobasen: Adenin, Guanin, Cytosin, Thymin. In der RNA (Ribonukleinsäure) steht Uracil an Stelle von Thymin. Die Nukleobasen sind mit dem Zuckermolekül verbunden und bilden ein Nukleosid."
Quelle: Bibliographisches Institut & F. A. Brockhaus AG

Bild 1: DNA

Der Beweis dass die DNS das Trägermaterial für die Gene ist gelang im Jahre 1944 den Wissenschaftlern Theodore O. Avery und seinen Mitarbeitern John J.ÿR. Macleod und M. McCarty. Ihre Forschungen fußten allerdings auf den schon 16 Jahre früher gemachten Untersuchungen von Frederick Griffith.

"Griffith hatte herausgefunden, dass bestimmte (erbliche) Eigenschaften von abgetöteten Bakterien auf lebende Bakterien übergehen können. Er konnte aber nicht beweisen, welche biologische Substanz dabei von dem getöteten Bakterienstamm auf den lebenden Stamm übertragen wird. Avery, Macleod und McCarty haben die Experimente von Griffith wiederholt, aber anstelle der abgetöteten Bakterien die aus den Bakterien isolierte DNA benutzt. Die gereinigte DNA zeigte den gleichen Effekt wie die hitzegetöteten Bakterien. Damit war klar, dass die Desoxyribonukleinsäure das Trägermaterial der Gene ist. Seitdem steht die DNA im Mittelpunkt aller genetischen Forschungen. Nach dieser Entdeckung hat es immerhin noch fast 10 Jahre gedauert, bis die Struktur der DNA im Jahre 1953 durch James Watson und Francis Crick aufgeklärt wurde.
Weitere 10 Jahre hat es gedauert, bis das Geheimnis des genetischen Codes durch Marshall Warren Nirenberg und Har Gobind Khorana gelüftet wurde. Heute wissen wir, dass die DNA die Erbsubstanz aller Organismen ist."
Quelle: Bibliographisches Institut & F. A. Brockhaus AG

Wird ein Gen, d.h. die DNS verändert (durch chemische Einflüsse oder durch Radioaktivität (um nur zwei Möglichkeiten zu nennen) dann kann dies einen Erbsprung, eine Mutation, erzeugen, das kann in der Natur spontan geschehen. Ein gutes Beispiel dafür ist der Burley Tabak, der einer solchen Mutation entstammt. Im Jahre 1864 wurden auf dem Feld eines Tabakpflanzers in Ohio/USA mutierte Tabakpflanzen festgestellt. Es handelte sich um eine ganz spezielle Mutation, die einen Chlorophyllmangel erzeugte. Bedingt durch diesen Mangel zeigten sich aber dann doch verschiedene negative Aspekte: geringere Widerstandsfähigkeit gegenüber Krankheiten, Reaktionen auf extreme Witterungseinflüsse und ein verlangsamtes Wachstum.Dennoch wurde diese Pflanze, der man den Namen Burley gab, ein sehr wichtiger Basistabak für Mixtures mit vornehmlich amerikanischen Charakter, wir finden Burleyanteile aber auch in mancherlei dänischen Mixtures.

Die Genetik ist die Wissenschaft die sich mit der Erforschung und Funktion der Gene beschäftigt, begründet wurde sie durch den Augustinermönch Gregor Mendel (1822 - 1884) der seine Forschungen und Erkenntnisse auf dem Gebiet der Vererbungslehre erstmals 1865/66 in seiner Schrift >Versuche über Pflanzenhybriden< der Öffentlichkeit vorstellte.
Von den Anfängen Mendels bis zum heutigen Stand der Wissenschaft war es dann freilich noch ein langer, steiniger und mühsamer Weg den wir hier nicht nachvollziehen wollen.
Heute greift die aus der Genetik entstandene Gentechnik immer mehr und nachhaltiger in unser Leben ein.
Die Gentechnik beschäftigt sich in Theorie und Praxis mit den Methoden durch die Gene und ihre Regulatoren analysiert, isoliert, verändert und wieder in Organismen eingebaut werden. Solche >Umbauten< wurden erst ermöglicht als Wissenschaftler die Restriktionsenzyme entdeckten. Diese Enzyme können aus einem DNS Strang genau festgelegte und definierte Teilstücke herausschneiden die dann Mittels der Ligasen (ebenfalls ein Enzym) wieder an einer anderen Stelle eingefügt werden. Andere Methoden bedienen sich zum Beispiel der Elektroportation (durch elektrische Impulse wird die Biomembran kurzfristig erhöht); oder dem einbringen von DNS durch Mikroinjektion; durch Partikelbeschuss mittels einer sogenannten Gen-Kanone; Ultraschall wird ebenfalls verwendet.
Das dies alles eine höchst komplizierte Angelegenheit ist liegt auf der Hand, es ausführlicher darzustellen würde den Rahmen dieses Artikel sprengen.

Bild 2

Pflanzen oder Tiere deren Erbanlagen ein Gen enthalten das aus einem fremden Organismus entnommen ist, werden transgene Organismen oder auch >genetisch veränderte Organismen< (GVO) genannt.
Die Gentechnik ermöglicht es also, ganz gezielt einzelne Gene aus einem Organismus zu entfernen und durch ein anderes Gen, das bessere Eigenschaften aufweist, zu ersetzen. Diese neuen Möglichkeiten machte sich schon sehr früh die Landwirtschaft zu nutze. Bereits 1983 gelang die erste Züchtung einer transgenen Pflanze, es war (wie könnte es auch anders sein) Tabak. 20 Jahre später gibt es von fast allen Kulturpflanzen gentechnisch veränderte Sorten. Dazu gehören neben Mais, Soja, Raps, Baumwolle, Kartoffeln auch der Tabak.
Um noch ein Beispiel zu nennen: 1993/94 gelang es amerikanischen Wissenschaftlern eine genveränderte Tomate, die >Anti- Matsch- Tomate< (Flavr Savr = englisch: Flavor saver = Geschmacksretter, bewahrer) herzustellen. Bei dieser Tomate wurde das Gen für das Enzym Polygalacturonidase das für das Reifen und damit auch für das Weichwerden der Tomate verantwortlich ist ausgeschaltet. Diese transgenen Tomaten hielten von nun an durch die gentechnisch erzeugte Reifeverzögerung die erreicht wurde länger frisch.

Genveränderungen an der Tabakpflanze

Wenn im folgenden von Tabak die Rede ist dann wird immer Nicotiana tabacum gemeint sein.
"Tabak ist das pflanzliche Gegenstück zur weißen Labormaus", mit diesen Worten kommentiert Dr. Charles Arntzen vom Boyce Thompson Institute for Plant Research im Norden des Bundesstaates New York die Bedeutung des Tabaks für die Gentechnik.
Quelle: http://www.archiv.hoechst.de/deutsch/publikationen/future/ernaehr/art6.html

Virenresistenter Tabak
Gegen Viruserkrankungen bei Pflanzen, insbesondere dem Tabak, stehen keine geeigneten chemischen Bekämpfungsmaßnahmen zur Verfügung. Es können zwar Insektizide gegen die viren-übertragenden Insekten (Vektoren) eingesetzt werden, aber dies geschieht dann immer mit einem gewissen Risiko gegenüber anderen Lebewesen, die dabei selber vernichtet werden.
Eine gefürchtete Virenerkrankung der Tabakpflanze ist der Tabak Mosaik Virus (TMV, mehr darüber in dem Artikel: Die Krankheiten der Tabakpflanze). 1986 gelang es Wissenschaftlern erstmals bei einer Tabakpflanze auf gentechnischem Wege eine Virusresistenz zu züchten. Dabei wurde die 1929 erstmals bei Tabakpflanzen beobachtete >Präimmunität< ausgenutzt. Präimmunität bedeutet hier: Tabakpflanzen die mit einem nur sehr schwach wirkendem krankheitserregenden Stamm des TMV befallen waren zeigten bei einem späteren Befall stärkerer Viren eine Resistenz dagegen. Wir können dieses Phänomen mit einer Schutzimpfung beim Menschen gleichstellen bzw. vergleichen. Die Ursache für diese Präimmunität sind die in den Pflanzenzellen vorhandenen Hüllproteine der Viren die zu nutze gemacht werden (Hüllproteinschutz, coat protein mediated resistance).

"Dazu muss zunächst die Erbinformation für das Hüllprotein des entsprechenden Virus vermehrt werden. Besteht die Erbinformation des Virus aus RNA (Anmerkung 1) , wird im ersten Schritt die isolierte virale Hüllprotein-RNA mit dem Enzym Reverse Transkriptase in DNA umgeschrieben und dann durch Klonierung vermehrt, um genügend Ausgangsmaterial zu erhalten. Die Hüllprotein-DNA wird dann mit einem geeigneten pflanzlichen Promotor in das Ti-Plasmid des Agrobacterium tumefaciens eingebaut und mittels des Agrobakterien-Systems auf die Pflanze (Protoplasten) übertragen. Die herangezogenen Pflanzen produzieren in allen Zellen Hüllproteine des Virus und sind damit resistent gegen eine Infektion. Der molekulare Mechanismus der Resistenz ist noch nicht genau aufgeklärt."
Quelle: http://www.zum.de/Faecher/Materialien/beck/13/bs13-11.htm

Bild 3

In diesem Zitat wird das Agrobakterien-System genannt, darauf wollen wir für einen Moment unser Augenmerk richten. Es ist ein ausgesprochener Glücksfall für die Gentechnologie dass in dem Bakterium >Agrobacterium tumefaciens< ein natürliches Genübertragungssystem vorhanden ist. Agrobacterium befällt Pflanzen und regt sie zur Tumorbildung an (tumefacies = tumorbildend).

"Bei der Infektion einer Pflanzenzelle mit dem Bakterium wird ein kleiner DNA-Abschnitt, das Ti-Plasmid, von der Bakterienzelle in die Pflanzenzelle eingeschleust. Ein Teil dieser bakteriellen DNA findet den Weg in die Chromosomen der Pflanzenzelle und wird dort eingebaut. Das Bakterium manipuliert genetisch die Pflanzenzelle, die dadurch zum Tumorwachstum angeregt wird."
Quelle: Bibliographisches Institut & F. A. Brockhaus AG

Dieses Transfersystem nützen die Wissenschaftler, indem sie die Bakterien gentechnisch verändern, dann wird das zu übertragende Gen in das Ti-Plasmid eingebaut und das Bakterium übernimmt den Transfer zu den Pflanzenchromosomen.

Neben der Hüllprotein Methode gibt es noch andere Möglichkeiten virenresistente Pflanzen durch Genmanipulationen zu erzeugen:
Resistenz vermittelt durch RNA abhängige RNA-Polymerase;
Schutz durch Bildung defekter Transportproteine;
Resistenz vermittelt durch Satelliten-RNA;
Resistenz vermittelt durch antivirale Proteine.

Über die Resistenz durch antivirale Proteine schreibt das Deutsche Bundesumweltamt in den:
Fachinformation zum Thema Biologische Sicherheit/Gentechnik vom 17.09. 2000:

"Während mit Ribozymen bisher kein genügender Schutz von Pflanzen erreicht werden konnte, waren Tabak und Kartoffeln, die Ribosomen-inaktivierende Proteine aus der Kermesbeere (Phytolacca americana) produzierten, resistent gegen verschiedene Viren. Werden die Ribosomen gehemmt, die für die Proteinherstellung in der Zelle zuständig sind, so stirbt die Zelle ab. Damit wird auch die Vermehrung des Virus unterbunden. Antivirale Proteine weisen ein breites Wirkspektrum auf, jedoch waren Pflanzen, die hohe Konzentrationen von Ribosomen-inaktivierenden Proteinen bildeten, vom Aussehen nicht normal."

Bild 4: Kermesbeere

Das erste Land das virenresistenten Tabak anbaute und in den Handel brachte war China zu Beginn der 90er Jahre im vorigen Jahrhundert, wenig später erfolgte dann die Vermarktung virenresistenter Tomaten.

Schädlingsresistenter Tabak

Das massenhafte Auftreten von Insekten stellt für den Tabakpflanzer (und die gesamte Landwirtschaft) eine große Gefahr dar. Insektizide vernichten zwar die Schädlinge, können aber auch gleichzeitig zum Nachteil für andere Insekten werden, die sich von den zu bekämpfenden Plagegeistern ernähren.
Die Gentechnik verwendet gegen blattsaftsaugende Insekten (Homoptera - (Anmerkung 2) ein für Insekten schädliches Protein, das d-Endotoxin, des im Erdboden lebenden Bakteriums Bacillus thuringiensis (B.t.).
Aus diesem toxischen Protein wird ein Gen entnommen und in das pfllanzliche Genom der zu schützenden Pflanze (mittels dem schon weiter oben genannten Agrobacterium tumefaciens) eingebracht und zerstört durch seine toxische Wirkung den Darm der Insekten.
Die Proteine d-Endotoxine werden in verschiedene Klassen

Cry1 aktiv gegen Schmetterlinge (und Käfer), Molekulargewicht: 130 kDa
Cry2 aktiv gegen Schmetterlinge (und Zweiflügler), 70 kDa
Cry3 aktiv gegen Käfer, 70 kDa
Cry4 aktiv gegen Zweiflügler, 130 kDa
Cyt unspezifisches Cytotoxin, 30 kDa (nur in B.t. subsp. israliensis)

und diese jeweils in Unterklassen eingeteilt.
Tabak (und auch die Tomate) wurden 1987 erstmals mit Cry1A Genen transformiert, beide Pflanzen zeigten in der Folge eine signifikante Toleranz gegen die schädliche Schmetterlingsraupe.

Als insektizides Spritzmittel war das B.t. Toxin schon viele Jahrzehnte wichtiger Bestandteil des Landbaus und verursachte enorme Kosten, die durch den Einsatz transgener Tabaksorten von nun an deutlich verringert werden können.

Wissenschaftler fanden aber heraus dass sich gegen das B.t. Toxin eine Resistenz entwickeln konnte:

"Eines der bekanntesten Gene, das in ganz verschiedene Nutzpflanzen eingebaut wurde, ist das sogenannte Bt-Gen, ein Gen das aus dem Bakterium Bacillus thuringiensis (Bt) stammt und die Information für die Produktion einer Reihe sich ähnelnder Insektengifte trägt. Gegen diese sogenannten Bt-Toxine, die in den transgen veränderten Nutzpflanzen ständig produziert werden und somit permanent während der Vegetationsperiode vorhanden sind, können sich Resistenzen entwickeln.
Nun gelang es verschiedenen Wissenschaftlern, einige neue grundlegende Erkenntnisse über Bt-Resistenzen zu gewinnen. Zwei Forschergruppen, eine um Linda Gahan von der Clemson Universität in South Carolina und David Heckel von der Universität Melbourne in Australia und die andere um Raffi Aroian von der University of California in San Diego, haben die ersten Gene, die für Bt-Resistenz verantwortlich sind, identifiziert. Einen praktischen Nutzen dieser Untersuchungen könnte die Entwicklung eines einfachen DNA-Tests sein, mit dem geprüft werden kann, ob bei einem akutem Insektenbefall schon Resistenzen vorhanden sind. Dies könnte den Landwirten helfen, Resistenzen so rechtzeitig festzustellen, dass der weitere Anbau von Bt-Nutzpflanzen eingestellt werden und eine Zeitlang wieder auf chemische Insektizide zurückgegriffen werden kann.
Die Bt-Gifte binden an Zellen im Darm der Insekten, wodurch die Zellen zerstört werden. Eine Veränderung im Erbgut, die mit sich bringt, dass Bt-Gifte nicht mehr gebunden werden, könnte somit entweder direkt oder indirekt eine Bt-Resistenz bewirken. Beide Forschungsgruppen fanden unabhängig voneinander verschiedene Gene, die bei einer Veränderung in ihrer Basensequenz, eine Bt-Resistenz verursachten. Die Proteine, für die diese Gene codierten, besitzen die Eigenschaft Bt zu binden. Da sie nicht mehr produziert wurden, fand keine Bindung von Bt mehr statt und das Gift blieb wirkungslos." Quelle: Gentechnik Nachrichten 26

Zu alle dem hat sich dann noch herausgestellt, dass Nützlinge (die grüne Florfliege z.B.) die B.t. Toxin geschädigte Insekten fraßen, ebenfalls erkrankten. Bei Feldversuchen in der Schweiz wurde erkannt, dass die Wirtslarven, die sich von transgenen B.t. Tabakblättern ernährten, deutlich weniger attraktiv als Eiablage für die Schlupfwespen (Campoletis sonorensis) waren, d.h. Schlupfwespen mieden diese Larven.
Bei vergleichenden Untersuchungen an transgenen und normalen Tabak konnte außerdem festgestellt werden, dass die Larven der jungen Tabakeule (Heliothis virescens) an den transgenen Tabakblättern weniger fraßen als an den unbehandelten. Diese reduzierte Fraßleistung wurde auch bei der Schlupfwespe festgestellt, sie war an dem transgenem Tabak weniger anzutreffen als beim unverändertem Tabak. Als Grund wird nicht nur die toxische Wirkung angenommen, sondern auch eine gewisse Unattraktivität des transgenen Tabaks. Er war für die Tabakeule schlicht und einfach nicht mehr anziehend genug.

"Das könnte mit folgendem zusammenhängen: Wird eine Pflanze von einem Herbivoren attackiert, bildet sie flüchtige Sekundärstoffe. Diese Stoffe wiederum locken Parasitoide an, die dann den Herbivoren befallen. Da Pflanzen erst bei einer gewissen Fraßintensität der Herbivoren flüchtige Stoffe bilden, kann es für die Parasitoide schwierig werden, in einem transgenen Feld ihre Wirte zu finden."
Quelle: http://www.biogene.org/e/themen/biotech/wwf.htm

Um pflanzensaftsaugende Insekten abzuwehren oder zu vernichten entwickelte die Gentechnik verschiedene transgene Tabaksorten die ein zusätzliches Gen für die Produktion von Lektinen enthielten.
Lektine (Anmerkung 3) werden als Abwehrstoffe gegenüber Homoptera die gegen das B.t. Toxin unempfindlich sind angesehen. Allerdings können sich solche Lektine wiederum negativ auf nützliche Insektenarten auswirken. So erweist sich die Gentechnik immer wieder als eine Art zweischneidiges Schwert: Auf der einen Seite kann sie zum Nutzen sein, auf der anderen Seite offenbart sie ihre schadensbringende Seite.

Pilzresistenter Tabak

Die Pilzerkrankungen der Tabakpflanzen (Grauschimmel, Blauschimmel und Mehltau) sind ebenfalls Ziel der gentechnischen Forschung. Eine Schlüsselrolle spielen dabei die Stilbenen. Das sind natürlich vorkommende sekundäre Pflanzeninhaltsstoffe (Polyphenole) Anmerkung 4, die antibakterielle und fungizide Eigenschaften aufweisen. Die Pflanze bildet diese Stoffe, sogenannte Phytoalexine, bei einem Befall zur Abwehr von Schädlingen wie z.B. Pilzen, Bakterien und Viren. Sie entstehen also infolge einer gewissen Stress-Situation der Pflanze, als Selbstverteidigung gewissermaßen.
Stilbene vom Typ Resveratrol sind am weitesten verbreitet, sie finden wir in den Weinreben, Kiefern, in den Erdnüssen und im Rhabarber. Es wurden von Wissenschaftlern Gene von Resveratrol aus Weinreben extrahiert und in die Gene der Tabakpflanze (und der Tomate) eingefügt die vor diesem Eingriff selber nicht in der Lage waren Stilbenen zu bilden. Durch diesen Eingriff konnte teilweise eine erhöhte Pilzresistenz der genannten Pflanzen erzeugt werden und die neuen Wirtspflanzen erzeugten nun selber Stilbenen die in andere Pflanzen transferiert werden können.

Bild 5: Schimmelpilz Alternaria

"Der Transfer von Stilbensynthase-Genen könnte diesen wirksamen Resistenzmechanismus in einer Vielzahl von Kulturpflanzenarten zukünftig nutzbar machen. Man muss aber noch überprüfen, ob von den Stilbenen auch in höheren Konzentrationen keinerlei toxische Gefahren oder die Erbinformation schädigende Wirkungen ausgehen."
Quelle: http://www.gsf.de/IU/index.html

Bei solchen gentechnischen Manipulationen an Pflanzenzellen kann es dann allerdings zu gewissen Nebeneffekten kommen. Eine Überproduktion von Stilbenen der Weinrebe führte im transgenen Tabak zu einer veränderten Blütenfarbe (weiße statt rote) und männlicher Sterilität.

Eine andere Möglichkeit, pilzresistenten Tabak zu züchten, ist das Transferieren von Genen zur Glucanasen - oder Chitinasen-Synthese. Das Chitinasen Enzym regelt (ebenso wie das Glucanasen Enzym) die Bildung von Chitin, Chitin ist für den Aufbau der Zellwände einiger Pilzarten verantwortlich. Die für solch einen Transfer benötigten Gene werden dem Bodenbakterium Serratia marcescens entnommen. Durch diese Methode haben Wissenschaftler Tabakpflanzen erzeugen können die eine erhöhte Chitinase Aktivität zeigten und gegen Schimmelpilze vom Typ Alternaria longipes resistent waren.

Herbizidresistenter Tabak

Ein mit Wildkräutern (ein Wort das Heute oftmals anstelle von Unkraut verwendet wird) zugewuchertes Tabakfeld lässt möglicherweise das Herz eines Naturfreundes erbeben, der Tabakpflanzer wird es aber nicht gerne sehen. Wildkräuter: z.B. die Quecke (Agropyron repens), Acker-Winde (Convolvulus arvensis), Tabakwürger (Orobanche ramosa, die ästige Sommerwurz) und andere mehr, treten gegenüber den Nutzpflanzen als Nahrungskonkurrenten auf und können durchaus den Ertrag und die Qualität der angebauten Pflanze schmälern.
Um es nicht soweit kommen zu lassen wurde in früheren Jahren fleißig und ausdauernd gehackt und gejätet. Das Aufkommen der Herbizide war für die Landwirte ein Segen und eine ernorme Arbeitserleichterung. Heute sind über 800 verschiedene Herbizide mit den unterschiedlichsten Wirkstoffen in Gebrauch und werden je nach Anforderung und Bedürfnis verwendet. Herbizide haben allerdings einen entscheidenden Nachteil: Sie können die Nutzpflanze ebenfalls schädigen, sogar vernichten.
Um diese Gefahr auszuschalten entwickelten Gentechniker im Laufe der Jahre Abwehrmechanismen die eine Kulturpflanze vor dem verwendeten Herbizid in ausreichenden Maße schützte. So z.B. die französische Firma Seita (Gauloises) die 1994 für eine herbizidresistente Tabaksorte die EG Zulassung erhielt. Anmerkung 5

Inzwischen gibt es eine ganze Reihe gentechnischer Präparate mit verschiedenen Wirkstoffen (Sulfonylharnstoff, 2,4 D, Bromoxynil, Glufosinat-Ammonium und Glyphosat) die eine Pflanze gegen das angewendete Herbizid resistent machten, zwei davon wollen wir etwas näher betrachten.
Der Wirkstoff Glyphosat ist Hauptbestandteil im nicht-selektiven Herbizid Roundup (Handelsname), es wird von allen grünen Pflanzenteilen aufgenommen, verteilt und ist anschließend überall in der Pflanze wirksam. Glyphosat hemmt ein Enzym des pflanzlichen Stoffwechsels - die lebenswichtige EPSP-Synthase (Enolpyruvylshikimat-3-Phosphat-Synthase). Dieses Enzym ist unentbehrlich für den pflanzlichen Stoffwechsel denn es regelt die Herstellung aromatischer Aminosäuren, die Bausteine der Eiweiße. Wird dieser Stoffwechsel unterbrochen stirbt die Pflanze ab.
Die Herbizidresistenz wird nun dadurch erreicht dass ein Gen für das Enzym CP4 EPSP-Synthase (das sich strukturell vom EPSP Enzym unterscheidet) aus dem schon weiter oben erwähnten Bakterium Agrobacterium tumefacies entnommen und in die Pflanze transferiert wird, sie ist nun gegenüber dem Wirkstoff Glyphosat resistent.

Glufosinat-Ammonium ist der Wirkstoff der Herbizide Basta und Liberty (Handelsnamen) die seit vielen Jahren als nicht selektive Mittel gegen die Wildkräuterbekämpfung eingesetzt werden. Glufosinat wirkt in der Pflanze durch die Hemmung der Glutamin-Synthase. Dadurch wird das Zellgift Ammoniak (es entsteht durch die Nitrat-Reduktion) nicht mehr abgebaut und die Pflanze stirbt innerhalb weniger Tage ab.
Die Resistenz gegenüber Glufosinat wird nun mit Hilfe des im Boden lebenden Pilzes Streptomyces viridochromogenes erreicht. Streptomyces produzieren das toxische Enzym Phosphinotrycin (PT) mit dessen Hilfe sie das Wachstum artfremder Mitkonkurrenten hemmen können. Wird Phosphinotrycin von einer Pflanze aufgenommen kommt es zu einem Anstieg des Ammoniaks und die Pflanze stirbt ab. Um sich selber vor diesem Gift zu schützen besitzt Streptomyces ein Enzym namens Phosphinotrycinacetyltransferase, kurz PAT Enzym, genannt, dieses Enzym ist außerdem noch dominant vererbbar. Mit Hilfe des PAT wird das giftige PT inaktiv gemacht.
Wissenschaftlern ist es gelungen das Gen für das PAT Enzym zu isolieren und auf Nutzpflanzen, darunter auch den Tabak, zu übertragen. Die transgenen Pflanzen können nun das für sie wichtige Enzym PAT selber herstellen und sind gegenüber dem Herbizidwirkstoff Glufosinat-Ammonium fortan resistent.

Impfstoffe aus transgenen Tabakpflanzen

Ein wichtiger Zweig der Gentechnologie ist die Entwicklung pharmazeutischer Produkte, hauptsächlich von Impfstoffen aus transgenen Tabakpflanzen, denn Tabak ist genetisch leicht zu verändern und die Wartezeit bis Ergebnisse zu beobachten sind ist relativ kurz, nachteilig ist allerdings dass Tabak nicht zum Verzehr geeignet ist.
Die transferierten Stoffe werden dann aus der Pflanze extrahiert und auf ihre immunologische Wirkung überprüft. Das extrahieren der gewünschten oder erhofften Wirkstoffe geschieht in einer Art Mixer in dem die Blätter zerkleinert werden.

"Aus dem so gewonnenen Saft isolieren wir die gewünschten Proteine beispielsweise, indem die Moleküle in Chromatographiesäulen voneinander getrennt werden." Quelle: Fraunhofer-Magazin 2.2001

beschreibt der Biologe Dr. Stefan Schillberg vom Fraunhofer-Institut für Umweltchemie und Ökotoxikologie IUCT, Abteilung Molekulare Biotechnologie das Verfahren.

Die gentechnische Produktionsweise hat den großen Vorteil, dass nicht mit infektiösen Krankheitserregern, sondern mit den nicht infektiösen Teilen der Erbsubstanz gearbeitet werden kann.

"Die Pflanzen erzeugen keine bakteriellen Giftstoffe, Viruspartikel oder Krankheitserreger wie etwa BSE, die den Menschen gefährden können.", führt Dr. Stefan Schillberg an.

Die angeführten Beispiele sollen die Möglichkeiten der Gentechnik, die vermutlich unerschöpflich sind, aufzeigen.

Hepatitis B ist eine der häufigsten Infektionskrankheiten; weltweit haben nach WHO-Angaben ca. zwei Milliarden Menschen eine Infektion mit dem Hepatitis-B-Virus (HBV) durchgemacht. Pro Jahr wird mit bis zu einer Million Todesfälle durch HBV-bedingte Leberzirrhose und Leberzellkarzinom gerechnet

"Die Forschung und Entwicklung eines Impfstoffs in transgenen Pflanzen ist mit dem Hepatitis B Virus am weitesten fortgeschritten. Der Impfstoff ist ein Untereinheits-Impfstoff, der bestimmte Oberflächenantigene -sog. Histokompatibilitätsantigene (HBsAg) - enthält (Pschyrembel, 1990). Erste Ansätze für dessen Herstellung in gentechnisch veränderten Pflanzen wurden bereits Anfang der 90er Jahre verfolgt. Mason & Arntzen (1995) konnten in transgenen Tabak den Impfstoff mit einem Anteil von ca. 0,01% der gesamten löslichen Proteine herstellen." Quelle: http://www.oeko.de/bereiche/gentech/newslet/newsspe3.html#31

Als Überträger (Vektor) des Gens fungierte wieder das Bodenbakterium Agrobacterium.

Durchfallerkrankungen sind schon in ihrer einfacheren Art (etwa bei einem sogenannten verdorbenen Magen) extrem lästig und auch gefährlich. Besonders Kinder in den ärmeren Ländern leiden immer wieder unter dieser Krankheit die vielfach durch verunreinigtes Wasser hervorgerufen wird und zu einem lebensbedrohenden Zustand führen kann.
Aus transgenem Tabak wurde ein Antigen, das Enterotoxin Subunit B (LT-B), das dem CTB
(Cholera Toxin Subunit B) sehr ähnlich ist produziert dass die gefürchteten Escherichia coli Bakterien (ETEC) die für Durchfallerkrankungen bei Kleinkindern in Entwicklungsländern verantwortlich sind bekämpfen soll. ETEC ist neben anderen bakteriellen und viralen Erregern auch eine Ursache für den sogenannten Reise-Durchfall der durch infiziertes Trinkwasser oder Lebensmittel herbeigeführt werden kann. Das Immunität verleihende Antigen wurde nicht nur in transgenem Tabak sondern auch in Kartoffeln hergestellt, allerdings nur in sehr geringen Mengen. Eine orale Immunisierung von Mäusen mit rekombinanten LT-B hat eine zu mikrobiell erzeugtem LT-B vergleichbare Immunantwort hervorgerufen

"Karies-Bekämpfung: Das Oberflächenprotein von Streptococcus mutans, dem Hauptverursacher von Karies, wurde in Tabak produziert, allerdings konnte nur eine Konzentration von 0,02% des gesamten Blatt-Proteins erreicht werden (Mason & Arntzen, 1995). Eine passive Immunisierung durch sog. monoclonale Antikörper, die in transgenem Tabak produziert wurden, hat bei Testpersonen eine Wiederbesiedelung der Mundhöhle mit Streptococcus mutans für mindestens 4 Monate verhindert." Quelle: Gentechnische Nachrichten Spezial 3

Eine sehr gefährliche und unter Umständen zum Tode führende Infektionskrankheit ist die Tollwut. Sie wird durch den Biß oder Schleimhautkontakt eines erkrankten Tieres auf den Menschen übertragen und ist, wenn kein Gegenmittel geimpft wird, tödlich. Nach Schätzungen des WHO werden jährlich ca. 60.000 tödlich verlaufende Erkrankungen der Menschen registriert.
Eine ursächliche Behandlung der Tollwut ist nicht möglich. Aufgrund der meist langen Inkubationszeit (drei Wochen bis zu einem Jahr) ist jedoch eine sofortige aktive Immunisierung mit fünf aufeinander folgenden Impfungen in der Regel erfolgreich; gleichzeitig wird meist mit der ersten Impfung eine passive Immunisierung mit Tollwutimmunserum vorgenommen. Die Tollwut-Antikörper wurden bisher aus erkrankten Menschen oder Pferden isoliert.
Es ist einer Gruppe von Wissenschaftlern der Thomas-Jefferson-Universität in Philadelphia/USA gelungen aus transgenen Tabak Antikörper gegen die Tollwut zu erzeugen. Im Tierversuch erwies sich der pflanzliche Antikörper als genauso wirksam wie der nach traditioneller Methode gewonnene.
Antikörper konnten, um dies noch anzuführen, auch aus der Tomate (ebenfalls ein Nachtschattengewächs) gewonnen werden.

Das Norwalk Virus aus der Familie der Caliciviridea ist Hauptverursacher viraler Durchfallerkrankungen, es wird angenommen dass 30% aller Kinder und 50% der Erwachsenen die an einem nichtbakteriellen Durchfall erkrankt sind von diesen Viren infiziert wurden. Die Krankheitserreger werden über den Stuhl ausgeschieden und dann auf fäkal-oralem Wege oder durch kontaminiertes Trinkwasser oder Lebensmittel übertragen. Den Namen erhielt diese Krankheit nach der Ortschaft Norwalk/ Ohio/USA, dort kam es in den 70er Jahren des letzten Jahrhunderts zu einem Ausbruch von damals unerklärlichen Durchfallerkrankungen.

Bild 6: Norwalk Virus

Versuche bei denen Mäuse mit einer Sonde Hüllproteine aus transgenem Tabak verabreicht wurden zeigten Virus spezifische Immunreaktionen.

Die Entwicklung von Impfstoffen in transgenen Pflanzen steht erst an einem Anfang, viele der Medikamente befinden sich noch in einer experimentellen Erprobungsphase in den Labors der Gentechniker.
Bis diese Ergebnisse und Erkenntnisse in der Human und Veterinärmedizin angewendet werden können wird es noch ein langer Weg werden, aber ein Anfang wurde gemacht.

Beispiele für die Herstellung von Arzneimitteln in Pflanzen

Quelle der Tabelle: http://www.monsanto.de/Service/broschueren/KompFinalBand2_5Aufl062003.pdf

Weitere gentechnische Experimente mit Tabak

Wir wollen nun unsere Aufmerksamkeit auf einige Experimente und Forschungsergebnisse mit der Tabakpflanze richten.

Bild 7: Photinus pyralis

1986 gelang es einigen amerikanischen Wissenschaftlern das Luciferase-Gen aus nordamerikanischen Leuchtkäfern (Photinus pyralis) auf Tabakpflanzen zu übertragen. Dies geschah mit dem uns nun schon bekannten Agrobacterium Plasmid als Überbringer und einem Cauliflower-Mosaikvirus-Promotor (Anmerkung 6). In das Nährmedium wurde Luciferin gegeben und es trat eine kräftige Lumineszenz auf. Solch ein Experiment mag auf den ersten Blick als Spielerei angesehen werden, ist jedoch von Wichtigkeit um bestimmte Marker-Gene zu erschaffen. Marker-Gene dienen dazu, der Name deutet es an, transferierte Gene in einer Wirtspflanze sichtbar zu machen.
Auch in der Medizin könnten solche fluoriszierenden Gene eingesetzt werden: Wissenschaftler vom University College in London konnten in Krebszellen durch Luciferin Biolumineszenz auslösen und die Zellen auf diese Weise abtöten.

"Die Wissenschaftler brachten nun Krebszellen dazu, das Enzym Luciferase zu produzieren. Fügten sie dann den Zellen von außen Luciferin zu, leuchteten die Zelle. Wenn die Zellen zusätzlich noch bestimmte Substanzen enthielten, die durch Licht aktiviert werden und in der Folge die Zelle abtöten, führte diese Behandlung zum Zelltod."
Quelle: http://www.wissenschaft.de/wissen/news/drucken/209599

Bild 8: bioluminiszenz Tabak	Bild 9: bioluminiszenz bei Meerestier

Vielleicht führen weitere Forschungen in dieser Richtung eines Tages auch zu Erfolgen für die Human-Medizin.

Der Spinnenfaden (Spinnenseide) ist eine sehr reißfeste und extrem dehnbare Faser die sich aus verschiedenen Proteinen zusammensetzt. Wissenschaftlern um Udo Conrad vom Institut für Pflanzengenetik in Gatersleben gelang es diese Faser durch Genübertragungen im Tabak (und in der Kartoffel) zu erzeugen, sie verwendeten dafür ein Gen der amerikanischen Goldseidenspinne auch Goldnetzspinne (Nephila clavipes) genannt.
Die neugewonnenen Fasern wiesen eine bis zu 90% Ähnlichkeit mit natürlichen Spinnenfäden aus. Die aus transgenen Tabak gewonnen Fäden zeichnen sich durch eine sehr hohe Reißfestigkeit aus die sonst in industriell hergestellten Fasern nur von Kevlar erreicht wird, außerdem besaßen sie eine hohe Elastizität und waren extrem Hitzebeständig. In Zusammenarbeit mit dem Thüringischen Institut für Textil- und Kunststoffforschung in Rudolstadt gab es bereits erste Webversuche für die transgenen Faser, sie verliefen jedoch nicht befriedigend.

"Spinneneiweiß verursacht bei Menschen keine allergischen Reaktionen, deshalb ist es hervorragend für Anwendungen in Medizin und Forschung geeignet." Das wussten schon die alten Römer, die Wunden mit Spinnennetzen bedeckten. Auch weniger friedlichen Zwecken dürfte der Stoff dienen: Das kanadische Militär fördert die Forschung nicht zuletzt deshalb, weil es an Fallschirmen und schusssicheren Westen aus den starken Fasern interessiert ist. Und schließlich gibt es kein besseres Material für Kletterseile. Im Falle eines Falles gibt der Spinnenfaden zuerst nach und bremst den unglücklichen Gipfelstürmer dann sanft, aber sicher."
Quelle: Stuttgarter Zeitung 15.6.2001

Die Chloroplasten gehören zu den Plastiden und sind Zellbestandteile die einen eigenen Satz von Genen besitzen. Chloroplasten sind für die Photosynthese der Pflanze verantwortlich. Die Photosynthese ist für das Leben von größter Bedeutung, sie ist der wichtigste Prozess in der Nahrungskette der Lebewesen denn durch sie wird Lichtenergie zur Bildung von Kohlenhydraten aus Wasser und Kohlendioxid umgewandelt.
Wissenschaftlern der Australian National University in Canberra ist es erstmals gelungen die Photosynthese in den Chloroplasten von Tabakpflanzen gentechnisch zu verändern.
Die Wissenschaftler Spencer Whitney und T. John Andrews tauschten das Tabakeigene Gen für das so genannte RuBisCO-Enzym gegen das aus der Rotalge Rhodospirillum rubrum aus. RuBisCO ist das wichtigste Enzym bei der Aufnahme des Kohlenstoffs aus der Luft durch die Pflanzen. Die Wissenschaftler erhoffen sich, mit vergleichbaren Eingriffen die an anderen Nutzpflanzen vorgenommen werden die Effizienz der Photosynthese wesentlich zu erhöhen. Das bedeutet: Die verwertbaren Teile (Wurzel, Blätter oder Früchte) der behandelten Pflanze sollen durch diese Genmanipulation größer und wohlschmeckender werden. Gleiches ist Gentechnikern in den Universitäten Freiburg und Münster gelungen, allerdings nahmen sie dazu keinen Tabak sondern Tomaten. Diese Früchte werden als reizvolleres Forschungsobjekt als die Tabakpflanzen angesehen, da diese sehr viele Stoffe produziert die ungesund oder toxisch (Nikotin) sind.
Gentechnische Eingriffe in die Chloroplasten sind deshalb von besonderer Bedeutung und Wichtigkeit weil die erzeugten Gene nicht auf andere Pflanzen übertragen werden.

Zu den ältesten Hormonen das alle Lebewesen schon von Beginn der Zeit in sich tragen, gehört das Wachstumshormon Somatotropin, abgekürzt STH (es wird auch gern der Begriff (human Growth Hormone, hGH) verwendet), das den Einbau von Aminosäuren und Eiweiß in die Zelle fördert und somit alle jene Prozesse steuert die zum Aufbau von Organen verwendet werden. Fehlt das Hormon in der Kindheit so ist Zwergenwuchs die daraus resultierende Folge, ein zuviel verursacht Gigantismus bzw. Akromegalie. Bei Erwachsenen war der Stellenwert des Hormons lange Zeit unklar. Inzwischen ist bekannt dass mangelndes Wachstumshormon die Eiweißsynthese drosselt: Die Folgen davon sind gravierend: Muskel- wird in Fettgewebe umgewandelt.
Das Wachstumshormon wird in der Hirnanhangsdrüse gebildet und ist eines von fünf Hormongruppen, die im Hypophyse-Vorderteil hergestellt werden. Vor der gentechnischen Herstellungsmöglichkeit musste dieses Medikament aus den Hirnanhangsdrüsen Verstorbener isoliert werden. Amerikanischen Wissenschaftlern des Gentechnik Konzerns Monsanto in St. Louis gelang nun ein großer und entscheidender Durchbruch: Es gelang ihnen die Gene des Hormons in die DNA der Chloroplasten von Tabakpflanzen einzubauen. Sie produzieren nun das für die Behandlung kranker Kinder so wichtige Hormon. Allerdings findet das hGH auch bei Sportlern als Doping-Mittel eifrige Verwendung. Die Fälle bei denen Sportler mit diesem Hormon im Handgepäck erwischt wurden sind zahlreich gehören aber nicht in den Rahmen dieses Artikels.

Aluminium (Zeichen Al) ist das dritthäufigste Element und häufigste Metall in der Erdkruste, in der es in Form von Oxiden und Aluminiumsilicaten vorliegt. Aluminium gilt als Spurenelement im Stoffwechsel der Pflanzen. Es ist für Farne und Schachtelhalme lebensnotwendig, besonders hoch ist der Gehalt von Aluminium im Teestrauch (Teestrauchgewächse): er erreicht dort bis zu 5000 mg/kg Trockengewicht, während er bei anderen Höheren Pflanzen ca. 200 mg beträgt. Aluminium ist Bestandteil des Bodens (Bodenentwicklung) und wirkt dort unter gewissen Umständen und Bedingungen bei zu hoher Konzentration als Wurzelgift, als Folge kann es zu erheblichen Störungen des Wachstums kommen.
Einige Pflanzen besitzen die Fähigkeit sich gegen ein zuviel an Al bei der Nährstoffaufnahme zu wehren. Sie setzen über ihre Wurzeln Aluminium ausfällendes Citrat (Zitronensäure) oder Malat (Apfelsäure) aus.

"Das für die Bildung von Citrat verantwortliche Enzym Citratsynthase wurde aus Bakterien in die Modellpflanze Tabak übertragen. Bei den transgenen Tabakpflanzen konnte nicht nur eine erhöhte Citratkonzentration im Cytoplasma, sondern auch eine vermehrte Abgabe von Citrat in den Wurzelraum nachgewiesen werden. In Kultivierungsversuchen bei unterschiedlichen Aluminiumkonzentrationen zeigte transgener Tabak stets ein besseres Wurzelwachstum als unbehandelte Kontrollpflanzen. Unklar ist bisher, ob sich diese Ergebnisse auch im Freiland wiederholen lassen und ob die Mehrproduktion von Citrat nicht auf Kosten anderer Stoffwechselwege geschieht. Fraglich ist auch, ob sich so die Erträge auf sauren Böden steigern lassen, da noch zahlreiche andere Umwelt- und Bodenfaktoren die Erntemenge beeinflussen. "
Quelle: http://www.wissenschaft-online.de/artikel/574856

Zu guter Letzt wollen wir noch einen Blick auf Nelken der niederländischen Firma Florigene Europe werfen. Um ihre Haltbarkeit zu erhöhen wurden Nelken gentechnisch behandelt, sie erhielten unter anderem ein Herbizidresistenz-Gen aus Tabak. Die damalige? nordrhein-westfälische Umweltministerin Bärbel Höhn warnte davor dass:

"...die Herbizidresistenz sich über den Pollen unter Umständen auf die einheimischen Nelkenarten übertragen könnte. Außerdem seien die länger blühenden Nelken nicht gerade arbeitsmarktfreundlich. "Da bin ich gespannt, wo die von den Befürwortern der Gentechnik versprochenen zusätzlichen Arbeitsplätze entstehen werden. Und angesichts der Ankündigung, daß die Gentechnik die Lebensqualität der Menschelt verbessern soll, sind die Nelken schon ein erstaunlicher Beitrag.", so die grüne Ministerin.
Quelle: http://www.gen-ethisches- netzwerk.de/gid/TEXTE/ARCHIV/PRESSEDIENST_GID132/NOTIZEN132.HTML

Hier wäre eine gute Gelegenheit um über die Risiken der Gentechnik nachzudenken. Dies würde aber den Rahmen dieses Artikels überschreiten, wir würden uns zu weit vom Thema entfernen. Der interessierte Leser wird aber mit Sicherheit zu diesem Thema in den Medien oder im Internet fündig.

Freisetzungen

werden die landwirtschaftlichen Flächen genannt, auf denen mit behördlicher Genehmigung genveränderte Pflanzen innerhalb der EG angebaut werden dürfen. Mit Anbauversuchen unter sehr streng kontrollierten Bedingungen wird dabei überprüft ob gentechnisch veränderte Pflanzen für die Praxis tauglich sind. Freilandversuche sind sehr umstritten weil die Risiken die dabei entstehen können noch nicht in ausreichenden Maße erforscht sind.
In der Bundesrepublik gilt das Gentechnikgesetz (GenTG) dass die EU Richtlinien ( am 17. Oktober 2002 trat die neue EU-Freisetzungsrichtlinie 2001/18/EG in Kraft)in nationales Recht umsetzt.
In Deutschland entscheidet das Robert-Koch-Institut über das Freisetzen und Inverkehrbringen von GVO's. Die Genehmigung für das Inverkehrbringen nach der Freisetzungsrichtlinie 90/220/EWG und seinen Folgebestimmungen erfolgt durch die EU-Kommission.

Unsere Nutzpflanzen besitzen ein enormes Potenzial zur Gewinnung von Impfstoffen, therapeutisch wertvoller Eiweiße und Medikamenten, es muss nur sinn-und verantwortungsvoll genützt werden.
Für die Herstellung dieser wichtigen Proteine, für die Freisetzungen transgener Pflanzen in landwirtschaftlich genützten Flächen aber auch für die Pflanzenzucht in den Labors der Genetiker hat sich im Laufe der Jahre ein neues Wort etabliert: Gen-Farming, auch Molecular Farming genannt.

Stand: April 2003, Quelle: http://www.bba.de/gentech/tab1.htm

Und damit sind wir nun am Ende dieses Artikel angekommen. Ich danke dem Leser für seine Geduld.

Quellennachweis Bilder:

Bild 1 Internet
Bild 2 http://uni-schule.san-ev.de/space/AG_Bickel/se2/botanik2/transgen.htm
Bild 3 http://www.science-live.de/themen/landwirt.htm
Bild 4 Kermesbeere: http://www.botanikus.de/Gift/kermes.html
Bild 5 Internet
Bild 6 Norwalk Virus: http://www.m-ww.de/krankheiten/infektionskrankheiten/norwalkvirus.html
Bild 7 Internet
Bild 8 http://www.zum.de/Faecher/Materialien/beck/13/bs13-11.htm
Bild 9 http://www.uni-jena.de/chemie/institute/ oc/weiss/lumineszenz.htm
Bild 10 und Bild 11 http://www.umweltbundesamt.de/uba-info-daten/daten/bsg/bsg14.htm

Quellen:

Wechselwirkungen zwischen Pflanzen und Bakterien - Gentechnik
Quelle: http://www.biologie.uni-hamburg.de/b-online/d34/34.htm

Gentechnik Nachrichten 35
http://www.biogene.org/pdf/35%20August%20bis%20September%2002-d.pdf.

Gentechnologie II
http://www.zum.de/Faecher/Materialien/beck/13/bs13-11.htm

Umweltbundesamt
http://www.umweltbundesamt.de/index.htm

Gentechnik und Pflanzenzüchtung
http://www.plantbreeding.uni-kiel.de/projekte/gentechnik_und_pflanzenzuechtung.htm

Transgen
http://www.transgen.de/

Gentechnik
http://www.zum.de/Gentechnik/Anwendungen.html

Effekte transgener insektenresistenter Bt-Kulturpflanzen
http://www.biogene.org/e/themen/biotech/wwf.htm

Gentechnik Nachrichten 26
http://www.oeko.de/bereiche/gentech/newslet/documents/26sept01-d.pdf.

Gentechnisch veränderte Pflanzen
http://www.gsf.de/IU/index.html

Der Weinbau in Mitteleuropa
http://www.uni-hohenheim.de/lehre370/weinbau/biologie/vitaceae.htm

Freisetzung transgener Pflanzen
http://www.gruene-biotechnologie.de/downloads/freisetzung.pdf.

Gentechnik und Lebensmittel
http://www.bfa-ernaehrung.de/Bfe-Deutsch/Information/e-docs/janyberi.htm

Glufosinat
http://www.bayercropscience.de/imperia/md/content/gruene_gentechnik/info_shop/broschueren_pdf/1.pdf

Grüne Gentechnologie
http://www.monsanto.de/biotechnologie/gen_lebensm/daten/kapitel_1/1_05_2/set_1_05_2.htm

Rekombinante Bacillus thuringiensis Toxin Pflanzen in Land- und Forstwirtschaft
http://ifff.boku.ac.at/Endber1.htm

Fragen der Herbizidresistenz bei genetisch veränderten Pflanzen
http://www.gentechnik.gv.at/gentechnik/B1_orientierung/gen_10021.html

Statistik Bundesamt
http://www.umweltbundesamt.de/uba-info-daten/daten/bsg/bsg14.htm

Liste gentechnisch veränderter Lebensmittel,
http://www.gen-ethisches-netzwerk.de/wwwalt/themen/food/lmliste.html

Gentechnik Nachrichten Spezial 3
http://www.oeko.de/bereiche/gentech/newslet/newsspe3.html#31

Luciverin
Quelle: http://home.arcor.de/ralf.sitter/kyb/bionik/lucifer.htm

Bild Leuchtkäfer
http://www.enature.com/fieldguide/showSpeciesGS.asp?searchText=Pyralis+Firefly&curPageNum=1&recnum=IS0025

Glühwürmchen-Prinzip bringt Krebszellen den Tod
Quelle: http://www.wissenschaft.de/wissen/news/drucken/209599

Spinnenseide
http://www.wissenschaft.de/wissen/news/155394

Genomxpress (Science Digest)
http://www.dhgp.de/media/xpress/genomxpress02_01/sciencedigest.html

Stuttgarter Zeitung vom 15.6.2001

Pflanzen und Gentechnik: Transgene Pflanzen, transgenes Essen
Quelle: http://www.biologie.uni-ulm.de/bio2/knoop/plantgene/plantgen.html

Antikörper aus Tabak gegen Tollwut
http://www.3sat.de/3sat.php?http://www.3sat.de/nano/sp/40003/

Gen-ethischer Informationsdienst (GID) 151
http://www.gen-ethisches-netzwerk.de/gid/TEXTE/ARCHIV/PRESSEDIENST_GID151/LANDWIRTSCHAFT151.HTML

Aluminium
http://www.wissenschaft-online.de/abo/lexikon/bio/2560

Norwalk-Virus
http://www.m-ww.de/krankheiten/infektionskrankheiten/norwalkvirus.html

Wachstumshormon
http://www.drhuber.at/wachstumshormon.htm

http://www.dopingnews.de/Wachstumshormon.html

Roche Lexikon Somatotropin
http://www.gesundheit.de/roche/ro35000/r36068.html

Aluminium
http://www.wissenschaft-online.de/artikel/574856

Anmerkungen:

Anmerkung 1
Ribonucleinsäure,
(Abkürzung RNS, englisch RNA), Polynucleotid (Nucleinsäuren), dessen Monomereinheiten aus einer Pentose (Ribose), einer Purin- (Adenin, Guanin) oder Pyrimidinbase (Cytosin, Uracil) und einem Phosphorsäurerest im Verhältnis 1ÿ:ÿ1ÿ:ÿ1 bestehen, wobei durch alternierende Verknüpfung von Phosphorsäurerest und Ribose eine unverzweigte Kette entsteht. Die Transfer-RNA (tRNA) fungiert als Aminosäureüberträger bei der Proteinbiosynthese, die Boten- oder Messenger-RNA (mRNA) als Informationsüberträger bei der Proteinbiosynthese, die ribosomale RNA (rRNA) ist Bestandteil von Ribosomen. Bei RNA-Viren ist eine virale RNA anstelle der DNA Träger der genetischen Information.
© 2002 Bibliographisches Institut & F. A. Brockhaus AG

Anmerkung 2
Pflanzensauger
(Gleichflügler, Homopteren, Homoptera), weltweit verbreitete Ordnung wanzenartiger Landinsekten. Pflanzensauger besitzen einen Saugrüssel zum Einsaugen von Säften aus pflanzlichem Gewebe; die vier weichhäutigen Flügel sind soweit vorhanden gleichartig häutig ausgebildet (anders als bei den Wanzen); unvollkommene Verwandlung. Viele Arten schädigen Kulturpflanzen. Man unterscheidet Pflanzenläuse und Zikaden.
Bibliographisches Institut & F. A. Brockhaus AG

Gleichflügler
(Pflanzensauger, Homoptera), weltweit verbreitete Ordnung pflanzensaugender Landinsekten mit etwa 30000 Arten. Man unterscheidet die Unterordnungen Blattläuse, Blattflöhe, Schildläuse, Zikaden, Mottenschildläuse.
Bibliographisches Institut & F. A. Brockhaus AG

Anmerkung 3
Was sind Lektine?
Lektine sind Proteine (Eiweißstoffe) oder Glycoproteine (Eiweißstoffe mit zusätzlich gebundenen Zuckerresten), meist pflanzlichen Ursprungs, die spezifisch an Zuckerreste von Zellwänden oder Zellmembranen gebunden werden.
Diese Reaktion verändert die Physiologie der Zellmembran und wirkt sich damit auf verschiedenste Stoffwechselvorgänge aus: Bestimmte Pflanzenlektine beeinflussen z.B. die Zellteilung oder das Immunsystem, andere führen zur Agglutination von Zellen, z.B. von Erythrocyten. Daher rührt auch ihre alte Bezeichnung (Phyto)-Hämagglutinine.
Vorkommen in der Nahrung
Lektine sind vor allem in Pflanzen weit verbreitet, insbesondere in den Samen; manche von ihnen sind ziemlich giftig, andere dagegen unschädlich. Zu den bekanntesten Lektinen gehören die aus Hülsenfrüchten (z.B. das Phasein aus Bohnen). Sie sind für Mensch und Tier toxisch und werden durch Kochen zerstört. Es gibt auch andere, nicht toxische Lektine, die resistenter gegenüber Hitze sind. Da auch viele pflanzliche Produkte roh verzehrt werden, ist der Verdauungstrakt von Mensch und Tier diesen Substanzen regelmäßig ausgesetzt.
Das am besten untersuchte pflanzliche Lektin ist Concavalin A (Con A) aus den Samen der Jackbohne Canavalia ensiformis, wo es in großer Menge vorkommt. Es gehört ebenso wie das Weizenkeimlektin zu den wenigen Lektinen, die keinen gebundenen Zucker enthalten. Auch Kartoffeln enthalten Lektine. Diese haben besonders viele gebundene Zuckerreste.
Biologische Wirkung
Während die Wirkung von Lektinen auf tierische Zellen intensiv erforscht wird, ist über ihre biologische Rolle in der Pflanze wenig bekannt. Im Gegensatz zu den Proteinen der Nahrung überleben viele Lektine die Passage durch den Verdauungstrakt in intakter Form. Lektine binden sich an die Wand des Dünndarms und besetzen so die Plätze, die andernfalls von Bakterien eingenommen würden. Sie scheinen damit die Anheftung schädlicher Bakterien an die Darmschleimhaut blockieren zu können.
Pflanzenlektine können für verschiedene Tiere unterschiedlich schädlich sein. Da manche Lektine für bestimmte Insekten toxisch sind, werden sie als natürliche Insektizide bzw. Pestizide gesehen, welche die Pflanze vor dem Schädlingsbefall schützen.
Die gentechnische Forschung in diesem Bereich konzentriert sich darauf, solche Lektingene (z.B. das Gen von Galanthus nivalis Agglutinin, GNA, aus Schneeglöckchen) in Pflanzen zu übertragen, um sie vor solchen Schädlingen zu schützen.

Anmerkung 4
Polyphenole
sind sekundäre Pflanzenstoffe, die in verschiedene einzelne Stoffklassen unterteilt werden. Den Polyphenolen ist gemeinsam, dass sie meistens aus ringförmigen Molekülen bestehen, die in der Lage sind Elektronen leicht aufzunehmen. Zu den Polyphenolen gehören zum Beispiel die im Grünen Tee, die in den verschiedene Teilen der Weinrebe (Blätter, Beerenhaut) oder in Olivenblättern enthalten wirksamen Substanzen, die sogenannten Flavonoide. Auch die zahlreichen roten bis blauen Pflanzenfarbstoffe in Früchten und Blüten, die Anthocyane, gehören zu den Polyphenolen. Besonders wirkungsvolle natürliche Schutzsubstanzen sind die Proanthocyanidine (OPC).
Quelle: http://www.atlantis-pharm.com/polyphenole.htm

Anmerkung 5
Samen der herbizidresistenten Tabaksorte ITB 1000 OX"
1) Registernummer: 0001
2) Genehmigungszeitpunkt des Inverkehrbringens: 8.6.1994
3) Bezeichnung des Erzeugnisses und der darin enthaltenen GVO:
Samen der herbizidresistenten Tabaksorte ITB 1000 OX (C/F/93-08-02);
sterile männliche Hybride, die gegenüber dem Herbizid Bromoxynil resistent sind und das Nitrilasegen aus Klebsiella ozaenae, den Promotor RuBis-COSSU aus Helianthus annuus und den Nopalinsynthasegenterminator von Agrobacterium tumefaciens pTiA6 enthalten.

4) Namen und Anschrift des Herstellers des Erzeugnisses oder des Importeurs, sofern das Erzeugnis aus einem Staat eingeführt wird, der nicht Mitglied des EWR ist:
Société Nationale d' Exploitation Industrielle des Tabacs et Allumettes (Seita),
Domaine de la Tour, F-24100 Bergerac
5) Angaben über die durch die gentechnische Veränderung erwirkten besonderen Eigenschaften des Erzeugnisses:
Toleranz gegen Herbizide mit dem Wirkstoff Bromoxynil
6) Genaue Einsatzbedingungen, gegebenenfalls einschließlich der Umweltgegebenheiten oder des geographischen Bereichs der EWR-Staaten, für den sich das Erzeugnis eignet:
Tabakwaren; keine Einschränkungen, ausgenommen jene, die sich aus den landwirtschaftlichen Bedingungen dieser Züchtung ableiten.
7) Angaben über die im Falle einer unbeabsichtigten Verbreitung oder eines Mißbrauchs zu ergreifenden Maßnahmen:
Maßnahmen wie bei konventionellem Tabak
8) Spezifische Anleitungen oder Empfehlungen betreffend Lagerung und Handhabung:
Keine Einschränkung für Gebrauch noch Handhabung, spezielle Kennzeichnung ist für die Saatgutsäcke vorgesehen.
Quelle: http://www.gentechnik.gv.at/gentechnik/gesetz/Gentechnikregister.html

Anmerkung 6
Promotor
... ist die Bezeichnung für den DNA-Bereich eines Gens, der den Startpunkt für das Umschreiben des Gens in der RNA markiert. Das ist der erste Schritt der Proteinsynthese (Transkription). Zudem regulieren Promotoren die Effizienz der Transkription und damit die Menge des gebildeten Eiweißes. Um ihre Funktion zu erfüllen, treten Promotoren mit Proteinen in Wechselwirkung. Der Komplex aus Promotor-DNA und Proteinen vermittelt wiederum die Bindung verschiedener RNA-Polymerasen, welche Ribonukleinsäure synthetisieren. Die Aktivität des Promotors kann ferngesteuert werden: durch enhancer-Sequenzen auf der Erbsubstanz. Diese Verstärker-Abschnitte auf der DNA liegen oft mehrere tausend Basenpaare vom Promotor entfernt. (nsi)
Quelle: http://www.aerztezeitung.de/docs/2000/10/27/193a1203.asp