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Neue Gene für Pflanzen
Andrea Barta und Antonius Matzke erforschen Mechanismen der Steuerung der Genaktivität in Pflanzen und entwickeln mit ihren Arbeitsgruppen Methoden, mit denen Gene auf Pflanzen übertragen werden können. Sie bedienen sich dabei eines Bakteriums (Agrobacterium tumefa-ciens), welches schon lange vor dem Menschen gelernt hat, Gene auf Pflanzenzellen zu übertragen und diese zu seinem Nutzen umzuprogrammieren. Pflanzenmo-lekulargenetiker haben diese Mechanismen erforscht und beginnen sie für praktische Zwecke auszunützen.
Wolfgang Löffelhardt beschäftigt sich in seinem Projekt mit der Frage, wie Chloroplasten, jene Organellen der Pflanzenzelle, die es dieser ermöglichen, das Kohlendioxid der Luft mit Hilfe des Sonnenlichts durch Photosynthese in organische Verbindungen umzuwandeln, im Verlauf der Evolution entstanden sind. (Organellen sind Strukturen in Einzellern, die in ihrer Funktion Organen bei Vielzellern entsprechen, Anm. d. Red.) Dies geschah offenbar durch Aufnahme von einfacheren Zellen (Cyanobakte-rien) in das Innere der Pflanzenzellen. Diese lange zurückliegenden Vorgänge können von Löffelhardt zum Teil dadurch rekonstruiert werden, daß er das Genom von Cyanellen untersucht. Cyanellen sind in einem Einzeller vorkommende Photosynthese-Organellen, die aber den Cyano-bakterien in mancher Hinsicht noch ähnlicher sind als Chloroplasten.
Gentechnische Methoden haben schon Wesentliches zur Entdek-kung, zur Aufklärung der Struktur und zum Verständnis der Mechanismen der Produktion kleiner Peptide beigetragen.
Günther Kreil ist ein international anerkannter Experte auf diesem Gebiet, das seine Gruppe im Rahmen eines Teilprojekts bearbeitet. Peptide sind wie Proteine aufgebaut, bestehen aber aus einer kleineren Zahl von Aminosäureresten. Die Wirkungen von Peptiden können sehr vielfältig sein. Vor allem sind sie Signalüberträger, die als Hormone oder Neurotransmitter (Aktiönssub-stanzen, die bei der Erregungsübertragung produziert werden, Anm. d. Red.) von Drüsen oder Nervenzellen freigesetzt werden. Dabei ermöglichen sie eine Kommunikation zwischen verschiedenen Zellen und Geweben. Daneben finden sich solche Peptide auch als Abwehrstoffe etwa im Gift von Bienen oder in der Froschhaut, die der Gruppe von Kreil als Modellsystem dient. Wahrscheinlich ist bisher nur ein Bruchteil dieser biologisch und medizinisch wichtigen Moleküle bekannt. Mit Hilfe gentechni-seher Methoden werden nun im Salzburger Institut sowohl bisher unbekannte Peptidgene nachgewiesen wie auch die Synthesewege aufgeklärt.
Viren gehören nicht nur zu den interessantesten Produkten der Evolution, sondern sind als Krankheitserreger ein besonders wichtiges Objekt medizinischer Grundlagenforschung. Daß gentechnische Methoden beim Nachweis, Studium und bei der Bekämpfung von Viren bereits unentbehrlich geworden sind, wurde in letzter Zeit in den Medien vor allem im Zusammenhang mit dem AIDS-Virus betont.
Die Arbeitsgruppe von Ernst Küchler und Dieter Blaas studiert Rhinoviren, die wesentlich harmloser sind als AIDS-Viren, aber dennoch für den Menschen unangenehm. Sie verursachen Erkältungskrankheiten, vor allem Schnupfen. Rhinoviren gelingt es immer wieder, unser Immunsystem, das Infektionen abwehren sollte, zu überlisten, indem sie ihre Struktur verändern und daher vom Immunsystem nicht „wiedererkannt” werden. Ziel des Projekts von Küchler ist es, durch Vergleich der Genome von Rhinoviren Art und Ursachen dieser Veränderungen aufzuklären. Blaas beschäftigt sich in seinem Projekt mit Rhinovirusrezepto-ren, jenen Strukturen der Zelloberfläche, an die sich Viren bei der Infektion der Zelle zuerst anbinden. Auch aus diesen Projekten hat sich bereits eine industrielle Kooperation mit dem Ziel einer medizinischen Verwertung von Resultaten ergeben.
Der bis 1989 laufende Forschungsschwerpunkt ermöglicht nicht nur die Durchführung von international anerkannten aktuellen Forschungsprojekten und den anschließenden praktischen Umsatz gewonnener Erkenntnisse. Er bietet auch die Möglichkeit adäquater Ausbildung von Studenten und von technischem Personal auf diesem neuen und sich rasch entwickelnden Gebiet. Darüber hinaus werden die von den beteiligten Gruppen beherrschten Methoden auch in Kursen und durch formlose Kontakte an andere österreichische Institutionen weitergegeben.
Der Autor ist Vorstand des Institutes für allgemeine Biochemie der Universität Wien.
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