Medizin: Genetisch veränderter Reis liefert menschliches Eiweiß

Albumin ist ein begehrter Rohstoff in der Medizin. Bisher gewinnen Forscher es aus menschlichen Blutspenden - doch nun haben chinesische Wissenschaftler eine Alternative entwickelt: Gentechnisch veränderter Reis könnte als Albumin-Quelle der Zukunft dienen.

Reiskörner (Archivbild): Gentechnisch veränderte Körner enthalten große Albumin-Mengen Zur Großansicht
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Reiskörner (Archivbild): Gentechnisch veränderte Körner enthalten große Albumin-Mengen

Zur Behandlung verschiedener Krankheiten - von schweren Verbrennungen bis hin zur Leberzirrhose - benötigen Ärzte menschliches Serumalbumin (HSA). Gewonnen wird das Eiweiß aus Spenderblut. Doch das ist aus mehreren Gründen nicht optimal. Chinesischen und US-amerikanischen Wissenschaftlern ist es jetzt gelungen, das Protein stattdessen mit Hilfe von gentechnisch verändertem Reis zu produzieren.

Mehr als 500 Tonnen Albumin würden jährlich benötigt, berichten die Forscher um Yang He vom College of Life Sciences in Wuhan. Weil Blutplasma knapp sei, habe dies die Preise stark in die Höhe getrieben und schon zu Schwarzmarktangeboten von gefälschtem Albumin geführt. Auch könnten mit HSA-Infusionen Krankheitserreger wie HIV übertragen werden, schreiben die Forscher im Fachmagazin "Proceedings of the National Academy of Sciences".

Yang He und Kollegen stellen daher eine alternative Methode vor, um das Protein zu gewinnen: gentechnisch veränderten Reis. Es ist zwar nicht der erste Versuch, das Eiweiß mit Hilfe der Gentechnik zu erzeugen - E.coli-Bakterien, Hefekulturen, transgene Tiere und Pflanzen wurden bereits als Albumin-Lieferanten getestet. Doch bisher sei die Produktion in größerem Maßstab noch nicht geglückt.

Knapp drei Gramm Albumin pro Kilogramm Reis

Dies haben die Wissenschaftler nun nach eigener Angabe mit Reis geschafft, in dessen Erbgut sie das menschliche HSA-Gen einschleusten. Das Albumin mache knapp zwölf Prozent des löslichen Proteins in den Reiskörnern aus. Nach sämtlichen nötigen Reinigungsschritten gewannen die Forscher aus einem Kilogramm Reis 2,75 Gramm Albumin. Das klingt zwar nach einer schlechten Ausbeute - kosteneffizient sei das Erzeugen von Albumin in transgenen Pflanzen allerdings bereits, wenn pro Kilogramm 0,1 Gramm des Proteins abfällt, schreiben die Wissenschaftler.

Sie haben das aus Reiskörnern stammende HSA bereits an Ratten getestet, die darauf genauso reagierten wie auf eine Infusion mit Albumin, das aus menschlichem Blutplasma isoliert wurde.

Um den größten Teil des Jahresbedarfs an HSA zu decken, wären 181.500 Tonnen Reis nötig. Das entspricht weniger als 0,04 Prozent der weltweiten Reisproduktion pro Jahr. Wie bei allen gentechnisch veränderten Pflanzen müsste beim Anbau dieser Reissorte allerdings gewährleistet werden, dass sich diese nicht in der Umwelt verbreiten.

wbr

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insgesamt 5 Beiträge
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1. Oje, ich seh es kommen...
Gani 01.11.2011
Mutierter Killerreis erhebt sich dank menschlichen Genen gegen seine Versklaver und wirft die Ketten der kulinarischen Unterdrückung ab! Das Ende ist nah!
2. Armer Reis
cassandros 01.11.2011
Zitat von GaniMutierter Killerreis erhebt sich dank menschlichen Genen gegen seine Versklaver und wirft die Ketten der kulinarischen Unterdrückung ab! Das Ende ist nah!
Das mag sein. Manche sind, wie man an den Beiträgen sieht, jedenfalls schon hirntot.
3. ...
J4cky 01.11.2011
Zitat von cassandrosDas mag sein. Manche sind, wie man an den Beiträgen sieht, jedenfalls schon hirntot.
Es ist in der Gentechnik ähnlich anderer besonders verachteter Technologie in der Energietechnik. Sollte es mit dem Genreis glücken, wird der Patient sicher dankbar sein!
4. Genetisch veränderter Reis liefert menschliches Eiweiß
Pfaffenwinkel 01.11.2011
Wahrscheinlich würde sich dieser gentechnisch veränderte Reis eben doch verbreiten, das wird wohl kaum zu verhindern sein. Frage: Wenn nun Menschen diesen Reis mit menschlichem Eiweiß essen, werden sie dann nicht indirekt zu Kanibalen?
5. Nicht so schlimm
Willem55 02.11.2011
Zitat von PfaffenwinkelWahrscheinlich würde sich dieser gentechnisch veränderte Reis eben doch verbreiten, das wird wohl kaum zu verhindern sein. Frage: Wenn nun Menschen diesen Reis mit menschlichem Eiweiß essen, werden sie dann nicht indirekt zu Kanibalen?
den als wir als Baby gestillt wurden und als wir in jungen Jahren noch intensiv geküsst haben, haben wir ja direkt Eiweiß, Fett und Kohlenhydrate von anderen Menschen aufgenommen.
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Das Erbgut
Genom
Das Genom bezeichnet das gesamte Erbgut eines Organismus. Außer bei einigen Viren besteht es immer aus DNA (Desoxyribonukleinsäure). Das Genom beinhaltet den Bauplan für die Produktion sämtlicher Proteine (Eiweißmoleküle), die ein Organismus zum Leben benötigt. Ein Gen ist ein Sequenzabschnitt auf dem Genom und beinhaltet die Erbinformation für ein Protein. Die einzelnen Bausteine der DNA sind vier verschiedene sogenannte Nukleinsäuren: A, C, T und G.
Messenger-RNA (mRNA)
Die mRNA ist eine Art Genabschrift oder Blaupause der DNA. Nur die mRNA kann von den Proteinfabriken der Zellen, den sogenannten Ribosomen gelesen werden. Sie gibt ihnen vor, in welcher Reihenfolge Aminosäuren - die Bausteine von Proteinen - für das jeweilige Protein zu verknüpfen sind.
Codon
Ein Codon ist eine Folge von drei Bausteinen (Nukleotiden oder Basen) der DNA und analog auch der mRNA. Ein Codon steht für eine bestimmte Aminosäure oder als Stoppsignal, welches das Ende einer Bauanweisung für ein Protein kennzeichnet.
Genetischer Code
Der genetische Code ist die Zuordnung der Basen-Dreiergruppen und der Aminosäuren. Da vier verschiedene Basen zur Auswahl stehen, umfasst der genetische Code insgesamt 64 Codons. Für die meisten Aminosäuren gibt es daher mehr als ein Codon. So stehen beispielsweise die Codons CAG und CAA für die gleiche Aminosäure, die Glutaminsäure.
Transfer-RNA (tRNA)
Die tRNAs übernehmen eine Adapterfunktion beim Bau der Proteine: Jede tRNA hat auf der einen Seite jeweils ein sogenanntes Anticodon, das passend zum Codon auf der mRNA ist. Auf der anderen Seite ist sie mit der zugehörigen Aminosäure beladen. Auf diese Weise wird der genetische Code auf der mRNA abgelesen und in die entsprechende Aminosäurekette zum Protein verwandelt. Dieser Prozess geschieht in den Ribosomen.

Hintergrund: Vom Gen zum Mem
Replikatoren
Unter einem Replikator versteht man eine sich selbst vervielfältigende Informationseinheit. Der Träger der Information kann ein Molekül sein. Evolutionsbiologen vermuten, dass RNA-Moleküle möglicherweise die ersten sich selbst kopierenden Moleküle waren. Durch zufällige Kopierfehler - Mutationen - entstanden verschiedene Varianten des ersten Replikators, die miteinander um Platz und Ressourcen konkurrierten. Damit begann die Evolution des irdischen Lebens. Vom Einzeller zu vielzelligen Organismen entstanden immer komplexere Überlebensmaschinerien der Replikatoren.
Gene
Als Gen bezeichnet man einen Abschnitt auf dem DNA-Strang, aus dem eine funktionsfähige RNA entstehen kann, die meist wiederum in ein Protein übersetzt wird. Nach der Theorie des egoistischen Gens, die der Evolutionsbiologe Richard Dawkins 1976 erstmals formulierte, sind sie die Abkömmlinge der ersten Replikatoren und die Einheiten der Evolution.
Meme
Sich selbst replizierende Information muss nicht an Moleküle gekoppelt sein. Nach Ansicht von Memetikern können sich genau wie Gene auch Wörter, Ideen, Lieder, Gedanken verbreiten - und zwar in menschlichen Gehirnen. Vervielfältigt werden sie durch Unterhaltungen, Bücher, Videos, Musik oder durch das Internet. Gerät ein Mem in Vergessenheit, ist es ausgestorben.