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Gentechnik Zucker zu Plastik

Ein US-Gentechniker hat im Erbgut eines Unkrauts herumgefummelt: Nun stellt es Kunststoff her.
aus DER SPIEGEL 2/1995

Die Rohstoffe für Waschpulver, Klebstoffe und Plastiktüten werden bald auf dem Rübenacker wachsen, versprechen die Propheten eines neuen Bio-Zeitalters. Die Vision vom Kraut als Chemiefabrik rückt näher.

Einen Durchbruch meldete jetzt der Genforscher Chris Somerville von der Stanford University: Seine genmanipulierten Pflanzen stellen in ihren Zellen winzige Körnchen des Kunststoffs Polyhydroxybuttersäure (PHB) her. 14 Prozent der pflanzlichen Trockenmasse bestehen aus purem Plastik.

»Ein Rekordergebnis, wenn man bedenkt, daß der Anteil von Zucker in Zuckerrüben auch nur zwischen 15 und 20 Prozent beträgt«, meint Alexander Steinbüchel von der Uni Münster. Der Mikrobiologe experimentiert selbst mit Genen für die Kunststoffherstellung. Doch Somerville liegt vorn.

Als es dem US-Forscher vor zweieinhalb Jahren erstmals gelang, die Gene für die Plastikproduktion in das Erbgut des Unkrautes Ackerschmalwand einzubauen, sah es zunächst gar nicht nach einer Erfolgsstory aus. Nach dem Eingriff wuchsen die Pflanzen kaum mehr. Sie verkümmerten, und die Plastikernte war äußerst mager.

Der Fehler des Biochemikers hatte darin bestanden, die gesamte Zelle Plastik produzieren zu lassen - das brachte den pflanzlichen Stoffwechsel durcheinander.

Die Plastikausbeute ließ sich auf das Hundertfache steigern, als Somerville die Fabrikation der Bio-Kunststoffe in die sogenannten Chloroplasten verlegte. In diesen linsenförmigen Zellorganellen bauen Pflanzen aus Kohlendioxid und Wasser mit Hilfe von Sonnenlicht Traubenzucker auf, den sie als Energiespeicher oder Rohstoff für Biosynthesen nutzen.

Die von dem US-Forscher eingefügten Gene setzen einen chemischen Prozeß in Gang, bei dem ein Teil der natürlich gebildeten Zucker- und Fettmoleküle zu dem Kunststoff PHB weiterverarbeitet wird.

Ursprünglich stammen die Plastikgene, mit denen Somerville hantierte, von Mikroorganismen. Die Bakterien der Spezies Alcaligenes eutrophus legen PHB als Vorratsmoleküle an - vergleichbar den Fettzellen bei tierischen Organismen. An der Luft wird der Bakterienkunststoff biologisch rasch abgebaut, die Hälfte davon ist nach sechs Wochen verrottet. Zusammengepreßt hat PHB die Konsistenz von Haushaltsplastik.

Nach Ansicht von Steinbüchel ließen sich die Kunststoffgene auch auf andere Gewächse übertragen: »Bei Kartoffeln wird dann einfach die Stärke in Bio-Plastik verwandelt, bei Zuckerrüben der Fruchtzucker.«

Schon bald könne die biologische Plastikherstellung ein Riesengeschäft werden, hofft der Mikrobiologe: »Für ein Kilogramm Polyethylen aus der Kunststoffabrik zahlt man heute mehr als doppelt soviel wie für ein Kilogramm Zucker aus Zuckerrüben.« Y
*VITA-KASTEN-1 *ÜBERSCHRIFT:

Kugeln aus Kunststoff *

haben sich in der genmanipulierten Pflanzenzelle gebildet. Sie entstehen im Chloroplast, jenem Teil der Pflanzenzelle, der für die Photosynthese zuständig ist. In der elektronenmikroskopischen Aufnahme erscheinen die Kunststoffpartikel (Pfeile) weiß.

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