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Spray, das die Wirkung von Genen abschaltet

22.01.2017

Mögen Sie die Farbe der Rosen im Garten nicht? Möchten Sie die Reifung von Gemüse auf dem Feld beschleunigen? Besprühen Sie sie mit einem Spray, das nur bestimmte Gene ausschaltet, und Sie erhalten die gewünschten Ergebnisse. Zumindest arbeiten Wissenschaftler derzeit an solchen Mitteln.

Landwirte können diese Gen-Switching-Sprays verwenden, um das Wachstum anzukurbeln, die Pflanzenernährung zu verbessern und Pflanzen vor Dürre oder Insekten mit Viren zu schützen. Diese Technik ermöglicht es, die Eigenschaften von Pflanzen zu verändern, ohne ihre DNA zu verändern.

„Das Spray kann sofort verwendet werden, man muss nicht Jahre warten, bis die DNA modifiziert oder ein neuer Stamm gezüchtet wird“, sagt David Balcomb aus Cambridge, der die Technologie der Genunterdrückung bei Pflanzen untersucht. Gleichzeitig kann ein Spray für eine Vielzahl von Arten und Sorten verwendet werden.

Wissenschaftlern der University of Queensland in Australien ist es gelungen, einen Langzeiteffekt durch das Abschalten von Genen in Pflanzenzellen zu erzielen. Mit nur einer Anwendung des Gen-Switching-Sprays schützten sie Tabakpflanzen 20 Tage lang vor dem Virus. Mit dieser Technik können Sie verschiedene Eigenschaften von Pflanzen ändern, aber Wissenschaftler haben solche Experimente noch nicht durchgeführt und sich auf die Pflanzenschutztechnologie konzentriert.

Das Ausschalten der Gene nutzt das natürliche Abwehrsystem. Wenn Viren in Zellen eindringen, schneiden die Zellen einen Teil der RNA aus den Viren heraus, um kleine doppelsträngige RNA-Proben zu produzieren, die verwendet werden, um jede RNA zu erkennen und zu töten, die mit der Probe übereinstimmt. Ohne virale RNA gibt es keine viralen Proteine, was bedeutet, dass Viren sich nicht vermehren können.

RNA-Interferenz kann verwendet werden, um jedes Protein zu blockieren. Versuche, Medikamente auf Basis dieser Technologie für den Menschen herzustellen, waren noch nicht erfolgreich, da RNA schnell abgebaut wird, wenn sie in den Blutkreislauf injiziert wird. Und es funktioniert in Pflanzen. Das Spray funktioniert so: Positiv geladene Ton-Nanopartikel aus beispielsweise Magnesiumchlorid binden und schützen negativ geladene RNA. Im Laufe der Zeit interagieren die Partikel mit Kohlendioxid und zerfallen, wobei sie langsam RNA freisetzen.

Pflanzenviren sind ein Problem in der Landwirtschaft auf der ganzen Welt, und derzeit fließen keine Mittel direkt gegen sie. Landwirte können entweder virusresistente Sorten anbauen, falls solche existieren, oder Vektororganismen wie Blattläuse töten. Wenn das Antivirenspray also im Feld gut abschneidet, kann es sehr gefragt sein.

Sprays, die Gene ausschalten, sind sicherer als gewöhnliche Pestizide. RNA kann die menschliche Haut nicht durchdringen und wird im Körper schnell abgebaut.

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