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News: Ein bakterieller Eroberer

Seit Jahren haben Biologen nach einem Gentransfersystem gesucht, das bei filamentösen Pilzen eingesetzt werden kann. Niederländische Forscher haben es jetzt anscheinend gefunden: Ein Bakterium, das bisher nur für die genetische Veränderung von Pflanzen eingesetzt wurde, transportiert außerordentlich erfolgreich fremde Gene in viele verschiedene Arten von filamentösen Pilzen. Es bietet ein vielversprechendes neues Werkzeug für die genetische Analyse dieser Pilze und ist der erste Beweis von horizontalem Gentransfer zwischen Bakterien und filamentösen Pilzen.

Das Bakterium Agrobacterium tumefaciens infiziert verletzte Pflanzen auf natürliche Weise. Wenn es in seinen Wirtsorganismus eindringt, überträgt A. tumefacies einen kleinen Abschnitt seines Erbmaterials in den Wirt. Dieses DNA-Stück, die T-DNA, befindet sich auf dem Ti-Plasmid des Bakteriums. Im Zuge der Infektion wird das fremde Erbmaterial in das Genom der Pflanze integriert und diese erkrankt. Gentechniker ersetzen schon seit einiger Zeit die pathogenen Gene von A. tumefacies durch solche, die sie in Pflanzen einbringen möchten. So konnten sie die einzigartigen Eigenschaften der T-DNA – sich in fremdes Erbgut einzugliedern – benutzen, um transgene Pflanzen herzustellen und Genfunktionen von Pflanzen zu analysieren.

Für filamentöse Pilze gab es bislang keine universell nutzbare Methode zum Gentransfer. Diese Lücke verhinderte die Produktion transgener Pilze, die etwa rekombinante Therapeutika oder Proteine in kommerziellem Maßstab herstellen könnten. Marcel de Groot vom Unilever Research Laboratory Vlaardingen, Paul Bundock vom Institute of Plant Molecular Sciences, Clusius Laboratory der Leiden University und ihre Kollegen untersuchten, ob A. tumefaciens auch für den Transport fremder Gene in filamentöse Pilze einsetzbar wäre.

Die Ergebnisse der Wissenschaftler waren verblüffend. Bei dem Pilz Aspergillus awamori war ihre Methode 600mal effizienter als ein bereits vorhandenes Verfahren. Das Bakterium transportierte Gene sowohl in Protoplasten – Pilzzellen ohne Zellwände – als auch in intakte Konidien, die Fruchtkörper der filamentösen Pilze. Die Technik funktionierte bei jedem Pilz, den die Forscher testeten: unter anderem bei Aspergillus niger und Trichoderma reesei, zwei Pilzen, die zur industriellen Produktion von Proteinen eingesetzt werden, bei Fusarium venenatum, der Quelle von Quorn-Mykoprotein und Colletotrichum gloeosporioides, einem Krankheitserreger. Auch den Kulturchampignon Agaricus bisporus konnten die Forscher mit Hilfe von A. tumefacies genetisch verändern. Da das Bakterium in der Natur vorkommt, deutet die Studie auch darauf hin, daß horizontaler DNA-Transfer zwischen den Organismenreichen umfassender sein könnte, als bisher angenommen (Nature Biotechnology Vol 16, Nr.6 vom September 1998, Abstract).

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