Fermer
_fs_nccr_choix.jpg

Ein protein zur entgiftung von blei und kadmium in pflanzen

Pressemitteilung vom 22. Juli 2003

Neuchâtel, den 22. Juli 2003. Ein internationales Forschungsteam, darunter ein Mitarbeiter des Nationalen Forschungsschwerpunktes (NFS) Plant Survival ("Überlebenserfolg von Pflanzen") hat nachgewiesen, dass ein Hefeprotein eine wichtige Rolle bei der Bekämpfung von Schwermetallen in Pflanzen spielt. Die entsprechenden Forschungsresultate werden in der August-Nummer der Zeitschrift «Nature Biotechnology» publiziert.

Pflanzen, die mit einem aus einer Hefe gewonnen Gen versehen werden, sind Schwermetallen besser gewachsen. Sie haben mehr Möglichkeiten, gegen die schädlichen Auswirkungen dieser Schadstoffe im Boden anzukämpfen. Dies sind die Ergebnisse der Arbeit einer Gruppe von neun Forschern* aus Korea, der Schweiz und Frankreich. Einer von ihnen ist Enrico Martinoia, Professor für Pflanzenbiologie an der Universität Zürich und Mitglied des NFS Plant Survival, welcher von der Universität Neuchâtel koordiniert wird.

Die Forscher sind der Rolle des Proteins YCF1 nachgegangen, das ursprünglich in der Hefe Saccharomyces cerevisae anzutreffen ist. Dabei beobachteten sie, dass YCF1 die Hefe gegen Blei resistent macht. Ein Resultat, das deshalb von Bedeutung ist, da in früheren Arbeiten bereits nachgewiesen wurde, dass YCF1 bei der Resistenz von Hefe gegen Kadmium, einem weiteren Element aus der Familie der Schwermetalle, eine Rolle spielt.

Nach den Erfahrungen mit Hefe, lag die Idee nahe, dass dieser Resistenzmechanismus auch in die Pflanze importiert werden könnte. Eine Vermutung, welche die Wissenschaftler nun mit Erfolg bestätigen konnten. Es gelang ihnen, das Gen das die Produktion von YCF1 kontrolliert, in die DNA von Arabidopsis thaliana, einem unscheinbaren Pflänzchen aus der Familie der Kreuzblütler, einzubauen. In der Folge stellten sie fest, dass die genveränderten Pflanzen weniger unter der Schwermetallbelastung litten und bis zu zweimal besser wuchsen, wenn sie einer bestimmten Konzentration von Blei oder Kadmium ausgesetzt wurden, als ihre Artgenossen ohne dieses Gen. Es gelingt dem Protein offenbar, die Pflanzen vor den toxischen Schwermetallen zu schützen, in dem deren Anhäufung in einer speziellen Kammer der Zelle, der Vakuole, gefördert wird. Die Vakuole übernimmt gewissermassen die Aufgabe eines Mülleimers für die Pflanzenzellen und erlaubt es schädliche Substanzen zu speichern. Eine Erkenntnis, die den Arbeiten rund um YCF1 zusätzliche Bedeutung verleiht.

Yungsook Lee, Enrico Martinoia und ihre Kollegen haben weiterhin nachgewiesen, dass die genmanipulierte Arabidopsis im Vergleich zu den nicht veränderten Pflanzen drei Mal mehr Blei und doppelt so viel Kadmium aufnehmen. Es wäre demnach denkbar, verschmutzte Böden zu sanieren, in dem man diese Eigenschaften auf grössere Pflanzen überträgt. Tabak oder Sonnenblumen zum Beispiel könnten in der Lage sein, diese Schwermetalle effizienter zu speichern.

Die ist ein gewichtiges Argument, wenn man die schädlichen Folgen von Blei auf die Gesundheit bedenkt: Die Bleivergiftung zum Beispiel, von der vor allem Kinder betroffen sind. Kadmium anderseits, das auch in kleinen Dosen krebserregend wirkt, findet man in Tabak und es belastet Abwässer.

für weitere information

Prof. Enrico Martinoia
Institut für Pflanzenbiologie
Universität Zürich
tel +41 01 634 82 22
e-mail: enrico.martinoia(at)botinst.unizh.ch

Prof. Youngsook Lee
National Research Laboratory for Phytoremediation
POSTECH, Pohang, Korea
tel +82 54 279 2296
e-mail: ylee(at)postech.ac.kr

*Won-Yong Song, Eun Ju Sohn, Enrico Martinoia, Yong Jik Lee, Young-Yell Yang, Michal Jasinski, Cyrille Forestier, Inwhan Hwang & Youngsook Lee

Redaktor: Igor Chlebny