Gesundheit: Die Biotechnik eröffnet vielfältige Möglichkeiten

Hersteller entwickeln gentechnisch veränderte Pflanzen, deren Inhaltsstoffe gesünder und bekömmlicher sind als Herkömmliche.Hartmut Wewetzer

Der bisherige Anbau gentechnisch veränderter Pflanzen konzentrierte sich darauf, die Gewächse gegen Schädlinge abzuhärten oder gegen Unkrautvertilgungsmittel (Herbizide) zu wappnen. 1998 entfielen vom Weltanbau gentechnisch veränderter (transgener) Nutzpflanzen auf einer Fläche von rund 28 Millionen Hektar mit 52 Prozent mehr als die Hälfte auf herbizidresistente Soja, mit 24 Prozent ein knappes Viertel auf insektenresistenten Mais sowie jeweils neun Prozent auf Raps (Herbizidresistenz) und Baumwolle (Insekten- und Herbizidresistenz) und schließlich sechs Prozent auf herbizidtoleranten Mais.

Für den Verbraucher bieten diese Pflanzen die gleichen Inhaltsstoffe wie herkömmlich gezüchtete Pflanzen und damit keine direkt greifbaren Vorteile. Aber das könnte sich nun ändern. Einem Report im Wissenschaftsmagazin "Science" zufolge entwickeln die Hersteller nun transgene Pflanzen, deren Inhaltsstoffe gesünder oder bekömmlicher sind. Ein Beispiel für eine solche verbesserte Qualität ist die Änderung der Fettzusammensetzung in Sojabohnen. Wünschenswert sind gesunde, ungesättigte Fettsäuren in der Bohne.

Wie Barbara Mazur von der Firma DuPont berichtet, gelang es dem Unternehmen, den Gehalt an einfach ungesättigten Fettsäuren in transgener Soja von 25 auf 85 Prozent zu steigern. Solche Sojabohnen werden bereits in großem Stil angebaut. Und anders als bisherige transgene Pflanzen, die weitgehend "inhaltsgleich" mit herkömmlichen Züchtungen waren, bedeuten sie einen qualitativen Sprung nach vorn.

Aber die Züchtung solcher Varianten ist anspruchsvoll, weil die Gene für jene Proteine gefunden werden müssen, die den Fetthaushalt der Pflanze regulieren. Von großer Bedeutung für die Zukunft der Pflanzenzüchtung ist deshalb die umfassende Entschlüsselung der pflanzlichen Erbsubstanz. Wie Chris Somerville (Carnegie Institution) in "Science" berichtet, steht das Genom-Projekt bei der Modellpflanze Arabidopsis (Acker-Schmalwand) und beim Reis bereits vor dem Abschluss. Auf der Basis des genetischen Wissens lässt sich verstehen, wie die Pflanze ihr Wachstum steuert, wie sie sich entwickelt und auf die Umwelt reagiert.

Nutzpflanzen liefern nicht nur Kohlehydrate, Proteine und Fette, sondern auch die lebenswichtigen 17 Mineralien und 13 Vitamine ("Mikronährstoffe") und die immer mehr in den Blickpunkt geratenden Zehntausende von "Phytochemikalien" (sekundäre Pflanzenstoffe) - gesundheitsfördernde pflanzliche Inhaltsstoffe wie Carotinoide, Glucosinolate und Phytoöstrogene. Wie Dean DellaPenna von der Universität von Nevada berichtet, sind 250 Millionen Kinder durch Vitamin-A-Mangel gefährdet, zwei Milliarden Menschen durch Eisenmangel und 1,5 Milliarden durch Jodmangel. Obwohl die Versorgung an Grundnahrungsmitteln in den westlichen Industrienationen gesichert ist, kommt es nicht selten zu Vitamin- oder Mineralstoffmangel, so DellaPenna. Und unserer Ernährung mangele es noch zu sehr an "Phytochemikalien", wie sie in frischem Obst und Gemüse enthalten seien. Von einer gezielten biotechnischen Beeinflussung des Pflanzenstoffwechsels verspricht sich der Forscher eine bessere Ausbeute an gesunden Inhaltsstoffen. DellaPenna gelang es, den Vitamin-E-Gehalt im Öl aus Arabidopsis-Pflanzen mit Hilfe eines Bakteriengens um das etwa Neunfache zu erhöhen.

Jedes Jahr wächst die Weltbevölkerung um 86 Millionen Menschen, und nach einer Schätzung des Nobelpreisträgers Norman Borlaug muss der Ernte-Ertrag bis zum Jahr 2025 um 80 Prozent gegenüber der Ernte von 1990 gesteigert werden. Die moderne Biotechnik könnte bei der nötigen zweiten "grünen Revolution" eine wichtige Rolle spielen, schreibt Ismail Serageldin von der Weltbank. Doch profitierten die Entwicklungsländer noch nicht von der "grünen" Pflanzen-Gentechnik, die sich hauptsächlich auf Nordamerika konzentriere.

Aber es gebe Ansätze dafür, dass sich das ändere, heißt es in "Science". So hat Alejandro Mentaberry vom Forschungsinstitut für Gentechnik und Molekularbiologie verschiedene in Südamerika angebaute Kartoffelsorten auf gentechnischem Weg widerstandsfähig gegen Viren, Bakterien und Pilze gemacht. Diese Sorten werden jetzt getestet.

Eine wichtige Nahrungspflanze der Tropen ist der Maniokstrauch, dessen Wurzelknollen als Kartoffelersatz (Tapioka) dienen. Eine kleine Gruppe von Wissenschaftlern arbeitet daran, den Strauch gegen Viruskrankheiten abzuhärten. Auf diese Weise ließe sich die Ernte um das Zehnfache steigern, nehmen die Forscher an. Gearbeitet wird außerdem an Ölpalmen, um Öle nach Maß zum Kochen oder als Rohstoff für Seife, Rasiercreme und abbaubare Kunststoffe zu bekommen.

Auch mit dem Bananenstrauch beschäftigen sich Biotechnik-Experten. Dabei geht es darum, die Pflanze gegen Pilzkrankheiten widerstandsfähig zu machen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, Bananen als essbaren Impfstoff zu benutzen. So kann man das Gen für ein Protein des Durchfallerregers Escherichia coli in das Bananenerbgut einschleusen. Mit dem Genuss der Banane nimmt man somit auch ein bakterielles Antigen zu sich, das die Körperabwehr zur Abwehrreaktion gegen den Krankheitserreger anstachelt, so die Hoffnung.

Ein großes Problem für die Landwirtschaft sind Metalle in der Erdkruste, zum Beispiel Aluminium. Sie mindern die Ernten. Inzwischen hat man herausgefunden, mit welchen Genen manche Pflanzen den Metallen trotzen. Diese Erbmerkmale könnten zum Beispiel in Pflanzen eingesetzt werden, die Böden von der Verunreinigung durch Quecksilber, Kupfer oder Kadmium befreien sollen. Die Metalle werden von der Pflanze chemisch gebunden und entgiftet oder einfach in die Luft entlassen. © 1999