Computer und Chemikalien eingesetzt 30.04.2013, 14:10 Uhr

Modifiziertes Käfer-Gen lässt Kresse dauerhaft leuchten

Künftig könnte Energie eingespart werden, indem gentechnisch veränderte Pflanzen zum Einsatz kommen. Anstelle von Tischlampen und Straßenlaternen könnten sogenannte Leuchtpflanzen Licht spenden. Ein Forscherteam aus den USA hat einen Schritt in diese Richtung geschafft und mit einer speziellen Software die notwendigen DNA-Sequenzen gefunden, die das zum Leuchten benötigte Enzym nachwachsen lassen. 

US-Forscher arbeiten an dauerhaft leuchtenden Pflanzen. 

US-Forscher arbeiten an dauerhaft leuchtenden Pflanzen. 

Foto: Screenshot ingenieur.de

Es sind die Gene der Leuchtkäfer, mit denen der US-Amerikaner Antony Evans und sein Forscherteam Pflanzen zum Leuchten bringen will. Aber schon viele andere Wissenschaftler haben in der Vergangenheit versucht, Pflanzen leuchten zu lassen. Evans und sein Team sind einen Schritt weiter gegangen: Sie konnten das Leucht-Gen der Käfer so modifizieren, dass es sich ständig nachbilden kann. Die Pflanzen leuchten dauerhaft. Die Pflanze kann das Enzym, das für die Biolumineszenz zuständig ist, immer weiter produzieren.

Leuchtende Kresse

Das Gen des Leuchtkäfers wollen die Wissenschaftler in Schaumkresse einsetzen, eine dem Senf verwandte Pflanze. „Vor einiger Zeit haben wir gelernt, neue DNA-Sequenzen von Grund auf zu erstellen. Durch die Kombination dieser Techniken mit aktuellen Ingenieursmethoden können Forscher heute mit Hilfe von Computern und Chemikalien aus dem Labor Organismen neue Fähigkeiten verleihen“, erläutert Evans.

Zu Beginn des Experiments wird das Leucht-Gen in ein bestimmtes Bakterium eingesetzt, welches seine DNA in die Pflanze transportiert. Dafür werden die Blüten der Pflanze in eine Lösung dieser Bakterien hinein getunkt. Folglich verändert sich das Erbgut der Blüten und wird an die Samen weitergegeben. Die neuen Pflanzen bilden jetzt ihre Biolumineszenz aus.

Biolumineszenz ist die Fähigkeit von Lebewesen, selbständig Licht zu erzeugen. Dies geschieht entweder in Leuchtorganen oder im Cytoplasma der Bakterien. Bei Tieren, die selbständig leuchten können, bezeichnet man die Biolumineszenz als primäres Leuchten. Leuchtet ein Lebewesen hingegen durch symbiotische Bakterien, dann spricht man von sekundärem Leuchten, beispielsweise bei Fischen.

Nach gelungenem Experiment, sollen die veränderten Gene künftig mit einer speziellen Genkanone in die Pflanze befördert werden.

Unterstützer außerhalb der EU erhalten Samen

Zur Realisation des Vorhabens, startete das Forscherteam eine Kampagne auf der Crowdfunding-Plattform Kickstarter. Ziel war es, etwa 65.000 US-Dollar einzunehmen.

Nach Angaben der Forscher kostet das Drucken eines Basenpaares etwa 25 US-Cent. Da eine Sequenz aus rund 10 000 Basenpaaren besteht, summieren sich die Ausgaben auf rund  2.500 US-Dollar. Für die Tests werden mehrere Sequenzen benötigt. Schon kurz nach Beginn der Kampagne gab es Zusagen von insgesamt 150 000 US-Dollar. Außerdem erhält jedes Nicht-EU-Mitglied für eine Spende von mindestens 40 US-Dollar genveränderte Samen per Post und kann selbst experimentieren und auf seinem Balkon oder im Garten eigene Leuchtpflanzen züchten. Teilnehmen können jedoch nur Personen, die nicht in der Europäischen Union leben, denn dorthin dürfen diese Samen nicht gesendet werden. Die Kampagne endet am 7. Juni 2013.  

Wenn künftig Zimmerpflanzen die Deckenlampe ersetzen und Bäume die Straßen beleuchten würden, ginge der Bedarf an elektrischer Energie zurück und die Emissionen von Kohlendioxid würden reduziert. Nach Angaben der Forscher stellen leuchtende Pflanzen in der Umwelt nur ein geringes Risiko dar. Sie sind ungiftig, nicht pathogen und von Biologen gut erforscht.

Von Petra Funk

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