Zeitung Heute : Geschätzter Schimmel

Vera Meyer will Hyphenpilze als „Biofabriken“ nutzen, um bestimmte Enzyme oder Proteine zu gewinnen

Sybille Nitsche

Wer die Labore des Fachgebietes Angewandte und Molekulare Mikrobiologie besucht, läuft durch Flure, an deren Wänden großformatige Bilder hängen. Bei genauem Hinschauen sieht man, dass es einmal Pinnwände waren. Die unzähligen kleinen Einstiche von Reißzwecken sind nicht zu übersehen. Die Pinnwände sollten abmontiert werden im Zuge der Renovierung. Vera Meyer, neuberufene Professorin an der TU Berlin und seit Frühjahr dieses Jahres Leiterin des Fachgebietes, fand jedoch, dass sie der ideale Untergrund wären, um darauf zu malen. Entstanden sind großflächige farbige Gemälde, die sich aus kleinen und kleinsten Strukturen zusammensetzen. Die Biotechnologin arbeitet auch mit Ton und modelliert Plastiken in einer stark reduzierten Formensprache. Dabei lässt sie sich von den minimalistisch gestalteten Skulpturen des rumänischen Bildhauers Constantin Brâncusi (1876-1957) inspirieren.

Zu malen und zu gestalten gehört für Meyer genauso zu ihrer Kreativität wie zu forschen. Als Wissenschaftlerin beschäftigt sie sich mit Hyphenpilzen. Benannt nach ihren fadenförmigen Zellen, sind sie alles andere als minimalistische „Geschöpfe“. Sie können hochgiftig sein, aber auch heilsam. So sind sie die Grundlage für Antibiotika wie das Penicillin. Man kann mit ihnen Lebensmittel herstellen, sie können diese aber auch verderben, ganze Getreideernten vernichten und Wohnungen unbewohnbar machen. Dem bloßen menschlichen Auge zeigen sich diese Schimmelpilze meist von ihrer hässlichen Seite. „Unterm Mikroskop jedoch sind sie wunderschön“, sagt Meyer. Dieses Schillernde, Mehrdeutige fasziniert sie.

Unter den Hyphenpilzen ist es vor allem der Aspergillus niger, auch Schwarzschimmel genannt, der es ihr angetan hat. Er nistet sich besonders oft auf stärkehaltigen Lebensmitteln ein, aber auch in Ecken des Bades. „Die Wissenschaft konnte ihm auch eine gute Seite abringen“, sagt die Forscherin, „zum Beispiel bei der Herstellung von Zitronensäure ist er nützlich.“ Zitronensäure wird sowohl in Reinigungsmitteln zur Entkalkung verwendet, als auch zur Konservierung von Lebensmitteln. Dort ist sie als Zusatzstoff E 330 gelistet.

Hyphenpilze sind für die Wissenschaft, die Medizin und die Industrie so etwas wie biologische Fabriken. Sie produzieren Stoffwechselprodukte, sogenannte Metabolite (zum Beispiel Säuren und Antibiotika), als auch Proteine und Enzyme, die vielfältig angewandt werden. Das Problem hierbei: „Die zwei Morphologien der Hyphenpilze im Bioreaktor – eine verklumpte pellettartige und eine stark fadenförmige – sind beide aus verfahrenstechnischer Sicht ungünstig“, erläutert Meyer. Deshalb will sie an Aspergillus niger erforschen, wie seine Morphologie genetisch programmiert ist. Die gewonnenen Erkenntnisse möchte sie nutzen, um die Morphologie mit Hilfe der Gentechnik gezielt zu verändern. Das Ziel ist eine verfahrenstechnisch optimale Morphologie, die die Kapazitäten der Zelle hinsichtlich der Produkt-Ausbeute maximal ausschöpft.

Die Frage nach der Morphologie und Ausbeute ist ein Problem der angewandten Wissenschaft, aber ohne Grundlagenforschung nicht zu beantworten. Ein wichtiger Meilenstein war die Entzifferung des Erbguts (Genoms) von Aspergillus niger im Jahr 2007. Der Pilz hat 14 000 Gene, die mindestens 14 000 Proteine codieren. Jetzt gelte es herauszufinden, welches Zusammenspiel der Gene dafür verantwortlich sei, ob Aspergillus niger verklumpt oder aber eben eine fadenförmige Gestalt annimmt, erläutert Meyer.

Um die Frage nach der Produkt-Ausbeute zu beantworten, müssen die Wissenschaftler auch die Transportprozesse in der Zelle besser verstehen. „Bei Proteinen und Enzymen wissen wir, dass diese in intrazellulären Bläschen, wir sprechen von Vesikeln, verpackt werden“, sagt sie. Diese werden von anderen Proteinen huckepack genommen und entlang des Zytoskeletts, das man sich als „Autobahn“ vorstellen kann, an die Zellspitze transportiert. Dort werden sie abgeladen und ausgeschieden. Dann werden die leeren Vesikel wieder nach hinten in die Zelle gebracht, um dort neu synthetisierte Proteine und Enzyme aufzunehmen.

„Was wir nicht wissen, ist, wie dieser Verkehr in der Zelle reguliert wird, was geschieht, wenn es die Hyphenspitze nicht mehr schafft, die herbeigeschafften Proteine auszuscheiden und ob die Anzahl der Vesikel, die transportiert werden, in der Zelle festgelegt ist“, umreißt Meyer die drängenden Fragen. Ihre These ist, dass die Transportprozesse in der Zelle mit denen in der Stadt vergleichbar sind. „Es gibt Straßen, die sich verzweigen und wieder verbinden, damit der Verkehr fließt. Und auch eine Hyphe bildet eine ,Ausweichstraße’, verzweigt sich, damit die Proteine weiter ausgeschieden werden.“ Deshalb möchte sie zukünftig auch mit Verkehrsforschern zusammenarbeiten. Aber noch sei das „so eine wilde Idee“ von ihr.

Vera Meyer, die in Sofia und an der TU Berlin Biotechnologie studierte, betritt mit diesen Fragen wissenschaftliches Neuland. Die Forschergemeinde, die sich mit Hyphenpilzen beschäftigt, ist klein. Bislang war es schwierig, mit Hyphenpilzen zu arbeiten, da sie genetisch schwer zugänglich waren. Erst in den vergangenen Jahren seien die molekularen Werkzeuge entwickelt worden, um an ihnen genauso gut forschen zu können wie an Bakterien und Hefen. „Und nun erkennt man, dass Hyphenpilze wahre Schatztruhen sind“, sagt Meyer. Während ihrer Arbeit an der Universität Leiden in den Niederlanden hat sie selbst an der Entwicklung der molekularen Werkzeuge mit gearbeitet.

Die Biotechnologin beobachtet eine „gewisse Goldgräberstimmung“ unter den Pilzforschern: „Denn jetzt können wir herausfinden, was die Hyphenpilze noch so alles an Metaboliten produzieren und wofür diese in der Medizin und Industrie gut sein können.“

Da Vera Meyer besonders die Vielseitigkeit der Hyphenpilze begeistert, beschäftigt sie sich auch mit jenen von Hyphenpilzen gebildeten Substanzen, die andere Pilze in ihrem Wachstum hemmen. Das ist enorm wichtig, angesichts der Tatsache, dass ein beträchtlicher Teil der weltweiten Getreideernte jedes Jahr bereits auf dem Feld durch den Befall von Schimmelpilzen verloren geht.

Tagesspiegel - Debatten


Hintergründe und Expertisen zu aktuellen Diskussionen: Tagesspiegel Causa, das Debattenmagazin des Tagesspiegels.

Hier geht es zu Tagesspiegel Causa!

0 Kommentare

Neuester Kommentar
      Kommentar schreiben