Ein botanischer Geigerzähler

News: Ein botanischer Geigerzähler

Blau-gesprenkelte Pflanzen können dazu beitragen, die Strahlenbelastung in verseuchten Gebieten, wie dem Land um den Atomreaktor in Tschernobyl, zu bestimmen. Die transgene Pflanze zeigt im Färbebad eine Blaufärbung, wenn sie ionisierender Strahlung ausgesetzt war. Sie könnte somit als einfacher Indikator für die Sicherheit eines zuvor verseuchten Gebietes eingesetzt werden.

Die hochenergetischen Partikel ionisierender Strahlung können Chromosomen beschädigen. Dabei wird entweder die Zelle abgetötet oder Mutationen treten auf, die zu Krebs und Geburtsfehlern führen können. Ein einfacher Test zur Messung dieser Veränderungen – so glauben die Molekulargenetikerin Barbara Hohn vom Friedrich Miescher Institut in Basel und ihre Kollegen von der Ivano-Frankivsk State Medical Academy und dem Chernobyl Scientific and Technical Center of International Research, beide in der Ukraine – könnte Informationen darüber liefern, wieviel Strahlung nach der Explosion im Jahr 1986 in Regionen um Tschernobyl im Boden verblieb.

Der erste Schritt bestand darin, in eine Arabidopsis-Pflanze (Ackerschmalwand) das Gen für das Enzym ß-Glucuronidase einzubringen, welches eine Blaufärbung bestimmter Flecken auf der Pflanze auslösen kann. Die beiden Hälften des Gens sind in unterschiedliche Teile eines Chromosomens eingebettet und können sich nur bei der Reparatur von Bruchschäden im Chromosom vereinigen. Legt man die Pflanzen in eine Färbelösung, dann werden die meisten Zellen weiß, aber jene mit dem aktiven Gen werden blau.

Die Forscher züchteten die Pflanzen im Labor auf kontaminierten Bodenproben sowie im offenen Feld in einer Entfernung von bis zu 80 km von Tschernobyl. Während bei Kontrollpflanzen im Durchschnitt nur ein gefärbter Fleck bei jeder zweiten Pflanze sichtbar war, betrug das Mittel für Pflanzen, die unter mittleren bis hohen Strahlenbedingungen wuchsen, fast fünf Flecken. Bei Pflanzen, die unter sehr hohen Strahlenbelastungen wuchsen, war die Anzahl der Flecken jedoch geringer. Forscher schreiben dieses Ergebnis strahlenbedingten Schäden im Gen selbst oder DNA-Schäden in anderen Teilen der Pflanze zu, die das rekombinante Gen unwirksam machten (Nature Biotechnology, Novemberausgabe 1998).

Obwohl die Methode noch weiter verfeinert werden muß, könnten die Pflanzen für vorläufige Studien der Kontamination einer Region hilfreich sein, sagt Yuri Dubrova, Genetiker an der University of Leicester. "Der Vorteil dieser Technik ist ihre Einfachheit", sagt er. "Man muß keinen großen Aufwand betreiben, um die Ergebnisse zu analysieren."