Pflanzen mit genetischem Material zu besprühen, kann diese beispielsweise vor Virusinfektionen schützen oder auch erwünschte Prozesse im Innern der Zellen anstoßen. An dieser "Gentechnik zum Aufsprühen" arbeiten bereits seit Längerem Firmen und Forscher. Die grundlegende Machbarkeit ist unter Beweis gestellt, es mangelt jedoch noch an der praktischen Umsetzbarkeit.

Forscher verwenden dazu Moleküle zur Genregulation. Ihr großer Vorteil ist, dass der Eingriff nur vorübergehend ist. Wird das Material äußerlich abgewaschen und innerlich abgebaut, sind kaum mehr Spuren davon vorhanden. Es vererbt sich auch nicht an die nächste Generation, da es nicht ins Erbgut eingebaut wird.

Doch die Flüchtigkeit erweist sich zugleich auch als größte Herausforderung: Die aufgesprühten RNA-Moleküle verschwinden oft zu schnell, um dauerhaft Wirkung zu entfalten. Nun jedoch gelang es Wissenschaftlern, ihre Testpflanzen für mindestens 20 Tage gegen einen verbreiteten viralen Erreger zu schützen. Möglich macht es ein "Transportsystem" aus winzigen Lehmpartikeln, in denen die RNA verpackt wird und längerfristig auf der Blattoberfläche erhalten bleibt. Die nur wenige Nanomter großen Plättchen taufen die Forscher auf den Namen BioClay. Sie seien umweltverträglich und biologisch abbaubar.

Bei der Wirkstoffauswahl machte sich das Team um Neena Mitter von der University of Queensland in Brisbane einen Teil des "Immunsystems" der Pflanzen zu Nutze, die RNA-Interferenz. Injiziert ein Virus sein Erbgut in die Pflanze, erzeugt diese daraus zur Abwehr so genannte small interfering RNA. Diese siRNA-Moleküle heften sich an das Erbgut des Angreifers und machen es so unschädlich. Indem Mitter und Kollegen Bruchstücke der viralen RNA aufsprühen, geben sie den Pflanzen einen Vorsprung vor dem Virus: Sollte tatsächlich eine Infektion auftreten, sind die maßgeschneiderten Abwehrmoleküle bereits vorhanden. Das Aufsprühen der doppelsträngigen Viren-RNA ähnelt somit einer Impfung.

Die Idee hinter der Gentechnik zum Aufsprühen ist es, sich den natürlichen Werkzeugkasten der Zelle zu Nutze zu machen. Nicht nur das Abwehrsystem der Pflanze kommt in Frage, auch andere Mechanismen der Genregulation können von außen angestoßen werden, wenn die entsprechenden Schalter aufgetragen werden. So lassen sich etwa Gene ab- und anschalten und damit das Erscheinungsbild der Pflanze verändern. Die kurzen RNA-Moleküle gelten als sehr zielgenaue Schalter, die nur auf ihren jeweiligen Zielorganismus wirken und binnen kürzester Zeit von der Zelle zerstückelt und unwirksam gemacht werden. Gleichwohl muss das Sprühverfahren noch in genaueren Tests seine tatsächliche Unbedenklichkeit unter Beweis stellen.