Zeitung Heute : Der Schlüssel zur Kornkammer

Der Tagesspiegel

Von Hartmut Wewetzer

„Die kostbarsten Dinge sind nicht Jade und Perlen, sondern die fünf Körner“, lautet eine chinesische Redensart. Die fünf Körner, das sind Weizen, Hirse, Sorghum, Mais und natürlich – Reis, das Grundnahrungsmittel für die Hälfte der Menschheit. Deshalb ist es kein Zufall, dass der Reis das Interesse der Genomforscher geweckt hat. Seine Gene sind so etwas wie der Schlüssel für die zukünftige Ernährung der Menschheit. Jetzt haben zwei Forscherteams im Fachblatt „Science“ das Erbgut der Reispflanze veröffentlicht.

Auch um das Reisgenom lieferten Forscher sich einen Wettlauf, nur nicht so spektakulär wie beim Menschengenom. Und da sind noch mehr Parallelen. Denn es waren ebenfalls ein staatlich finanziertes Wissenschaftlerteam und ein privates Biotech-Unternehmen beteiligt, und es gab einen Streit um die Veröffentlichung der Sequenzdaten der Privatfirma.

In Rekordzeit stampfte der chinesische Genetiker Huanming Yang das Pekinger Genom-Institut aus dem Boden (siehe Infokasten). Hier sequenzierte sein Team in drei Monaten die langkörnige Reissorte Indica. Sie wird in China und dem größten Teil Asiens angebaut. Wie die Indica-Spielart gehört auch die in Japan heimische Japonica-Variante (Mittel- und Rundkornreis) zu der ertragreichen Reisart Oryza sativa. Mit Japonica beschäftigten sich Mitarbeiter des Schweizer Agrarunternehmens Syngenta. Sie entzifferten das Reis-Erbgut im firmeneigenen Torrey-Mesa-Forschungsinstitut in San Diego, Kalifornien.

Syngenta hat sich bereit erklärt, seine Sequenzdaten der Öffentlichkeit über die eigene Internetadresse zur Verfügung zu stellen, nicht über die frei zugängliche Datenzentrale „Genbank“, wie es die Pekinger Wissenschaftler taten. Trotzdem hat das Verhalten des Unternehmens Kritik in der Wissenschaftsgemeinde heraufbeschworen, in der manche durch dieses Verhalten die Genomforschung bedroht sehen.

Beide Wissenschaftlergruppen sequenzierten den Reis mit der Schrotschussmethode, wie sie auch der Genforscher Craig Venter bei menschlichem Erbgut eingesetzt hatte. Dabei wird das gesamte Genom in extrem kleine DNS-Schnipsel „geschrotet“. Diese Abschnitte werden dann entziffert, und der Computer rekonstruiert am Ende die Sequenz. Das Verfahren erwies sich als deutlich billiger als die herkömmliche Methode.

Das Reis-Erbgut besteht aus vergleichsweise wenigen 430 Millionen Basenpaaren (das erleichterte die Entzifferung), das des Menschen dagegen aus drei Milliarden. Aber auf die Zahl allein kommt es nicht an. Denn nahe Reis-Verwandte haben deutlich mehr DNS-Buchstaben (Mais: drei Milliarden Basenpaare, Weizen: 16 Milliarden).

Mehr Gene als der Mensch

Auch die Zahl der Gene ist beim Reis mit 32 000 bis 55 000 höher als beim Menschen. Unter den mehrzelligen Organismen sticht das Genom des Menschen also nicht durch besondere Größe hervor, sondern hat eher durchschnittliche Ausmaße. Allerdings glaubt das chinesische Forscherteam einen wichtigen Unterschied zwischen Mensch- und Reis-Genom gefunden zu haben: Während beim Menschen ein einzelnes Gen oft für mehrere verschiedene Proteine den Bauplan liefert, ist beim Reis eine Erbanlage nur für jeweils ein Protein zuständig. Der Reis nutzt die Fülle seiner Gene – er soll sein gesamtes Erbgut vor 45 Millionen Jahren verdoppelt haben –, der Mensch dagegen macht aus dem Mangel (wenig Gene) eine Tugend (viele Genprodukte).

„Die Zukunft der Landwirtschaft wird darauf beruhen, dass man das Reisgenom versteht“, sagt Steven Briggs, Leiter der Syngenta-Studie. Das Reis-Erbgut werde es ermöglichen, alle für die Weltbevölkerung wichtigen Getreide zu verbessern. Der Biologe Chris Somerville von der Universität Stanford brachte es auf den Punkt: Reis sei „der Rosettastein der Getreidearten“.

Von den harten kleinen Körnern führt ein direkter Weg zu den für die Industrie lukrativeren Getreidepflanzen Weizen, Mais und Gerste. 98 Prozent der bekannten Gene dieser Pflanzen finden sich auch im Reis wieder. Wie der Reis gehören auch diese Nutzpflanzen zu den Gräsern, einer Pflanzenfamilie, deren Urahn sich vor 50 bis 70 Millionen Jahren entwickelte (der letzte gemeinsame Vorfahr von Mensch und Pflanze lebte vor anderthalb Milliarden Jahren). Reis wird seit etwa 7000 Jahren in Asien kultiviert.

Entwurf noch lückenhaft

Obwohl beide Genom-Entwürfe bereits bis zu 99 Prozent der Reis-Erbanlagen abdecken, bleiben verfahrensbedingt noch 100 000 bis 130 000 Lücken in der Sequenz. Darauf weisen Mitarbeiter des internationalen, von Japan geführten Reisgenom-Forschungsprogramms hin. Die Gruppe arbeitet seit fünf Jahren an der Japonica-Sorte und fürchtet nun um ihre Finanzierung, weil Politiker den Eindruck gewinnen könnten, das Reisgenom sei „fertig“.

Bis Ende des Jahres wollen die Forscher eine eigene, erheblich genauere Sequenz vorlegen. 2005 dann soll das Reisgenom weitgehend fertig sein. Schon vor zwei Jahren hatte der Saatgut-Hersteller Monsanto einen ersten Entwurf des Reis-Erbguts vorgelegt, mit dem 85 Prozent des genetischen Codes abgedeckt wurden. Die Firma sicherte allerdings zu, die Daten dem internationalen Reisgenom-Projekt zur Verfügung zu stellen.

Schon heute sind die Informationen aus dem Reisgenom eine wichtige Hilfe für Pflanzenzüchter und Wissenschaftler. Sie enthalten den Schlüssel zu verbesserten Eigenschaften, zum Beispiel höhere Kornqualität und Widerstandsfähigkeit gegenüber Krankheiten. Sie ermöglichen den Vergleich und die Analyse von Getreidearten, etwa mit „Gen-Chips“. Daneben könnte es nun besser gelingen, Korn zu züchten, das weniger anfällig für Kälte, Trockenheit oder salzhaltigen Boden ist – auch mit Hilfe der Gentechnik.

In der biotechnischen Verbesserung des Getreides sehen viele Wissenschaftler einen Weg, auch einer stetig wachsenden Weltbevölkerung noch genügend Nahrung zur Verfügung zu stellen. Denn die Erträge müssen steigen. Gleichzeitig ist die öffentliche Skepsis gegenüber der „grünen Gentechnik“ vor allem in Europa sehr verbreitet.

Doch es gibt Ausnahmen, etwa den weithin begrüßten „goldenen Reis“. Dank Gentechnik enthält sein Korn mehr Vorstufen von Vitamin A. Der Reis soll Sehstörungen vorbeugen und wird ohne zusätzliche Kosten an Bauern in Entwicklungsländern geliefert. Wenn das Reisgenom noch mehr Früchte dieser Art hervorbringt, hat das chinesische Sprichwort einmal mehr Recht.

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