Gen für die Herstellung von Zellulose entdeckt

News: Gen für die Herstellung von Zellulose entdeckt

Ein internationales Forscherteam unter Beteiligung Heidelberger Wissenschaftler hat ein Gen entdeckt, das bei der Produktion von Zellulose eine wesentliche Rolle spielt. Die Ergebnisse, die sie in der Ausgabe von Science vom 30. Januar 1998 vorstellen, eröffnen auch neue Möglichkeiten für die Herstellung biotechnologischer Werkstoffe.

Ihre Untersuchungen führten die Wissenschaftler an der Pflanze Arabidopsis durch, der Ackerschmalwand. Sie setzten eine Mutation der für molekularbiologische Experimente beliebten Pflanze ein, bei der die Zelluloseproduktion gestört ist: Die Root Swelling Mutant 1, kurz RSW 1, genannte Abart zeichnet sich durch eine typische Blasenbildung an der Wurzel aus.

„Über diesen Umweg konnten wir dahinterkommen, wie die Sequenz des Gens für die Zellulosesynthase beschaffen ist“, berichtet Professor Werner Herth von der Zellenlehre der Universität Heidelberg. Der entscheidende Faktor bei der Zelluloseproduktion ist die sogenannte Synthase, ein Enzymkomplex. „Mutmaßliche Kandidaten für die Zellulosesynthase sind die sogenannten Rosetten in der Plasmamemban der Pflanzenzelle“, erklärt Herth. Im Gefrierbruch unter dem Elektronenmikroskop sehen diese Rosetten wie kleine Blumen mit sechs Blättern aus. Jede der sechs Untereinheiten bildet einen Synthasekomplex. Die Rosetten sind sehr empfindlich gegen äußere Einflüsse.

Bei der mutierten Pflanze RSW 1 nun ist nicht nur die Zelluloseproduktion gestört, es fehlen auch die Rosetten auf der Plasmamembran, wie Herth zeigen konnte. Dem Forscherteam gelang es, das mutierte Gen zu sequenzieren und zu klonieren. Schließlich konnte sogar die gestörte Zelluloseproduktion der mutierten Pflanze durch Wiedereinführung des Gens kompensiert werden. Nun wollen die Wissenschaftler die Länge der Zuckerketten in der Pflanzenzellulose genau einstellen und dadurch nachwachsende Werkstoffe entwickeln, die als Stützfasern in Verbundstoffen dienen könnten.