Point «Aktuelle Biotechnologie» Februar 2026 (Nr. 284)

Neue Züchtungsverfahren: Fünf Reis-Gene auf einen Streich verändert

Reis wird in zahlreichen Ländern und auf insgesamt etwa 160 Millionen Hektaren angebaut. Er spielt eine zentrale Rolle in der Ernährung von 3,5 Milliarden Menschen weltweit. Um die grosse Nachfrage zu decken und zugleich die hohen Qualitätsanforderungen der Konsumentinnen und Konsumenten zu befriedigen, sind sowohl Ertragssteigerungen als auch die Entwicklung von Reissorten mit verbesserten Eigenschaften erforderlich. 

Ein chinesisches Forschungsteam zeigt jetzt, wie mit Hilfe der Genomeditierung anstelle langwieriger klassischer Züchtungsansätze auf einen Streich fünf Reisgene zugleich ausgeschaltet werden können. Sie verwendeten hierfür die Genschere CRISPR/Cas9. Damit konnten sie eine zuvor rundkörnige und duftlose Reissorte mit den beliebten langen und aromatischen Körnern ausstatten, und zugleich die Anfälligkeit der Pflanzen gegen den gefürchteten Reisbrandpilz reduzieren. Ausserdem produzierten die Pflanzen in Feldversuchen mehr und grössere Körner. So konnte in kurzer Zeit ein deutlicher Qualitäts- und Ertragsschub erzielt werden.

Bei Entwicklung und Anwendung neuer Züchtungsverfahren bei Reis nimmt China mit grossem Abstand eine Führungsposition ein. Speziell die parallele Verbesserung mehrerer Eigenschaften zugleich kann den Züchtungsfortschritt enorm beschleunigen. Neue Züchtungsverfahren werden so eine zunehmende Rolle bei der nachhaltigen Ernährung der Weltbevölkerung spielen.   (mehr…) 

Medizin: Experimentelle Gentherapie verjüngt Hirnleistung 

Lange Zeit war die Medizin davon ausgegangen, dass ein Rückgang der geistigen Leistungsfähigkeit und des Erinnerungsvermögens aufgrund hohen Alters oder neurologischer Erkrankungen wie Alzheimer nicht rückgängig gemacht werden können. Ein Forschungsteam von der EPFL in Lausanne zeigt jetzt in Versuchen mit Mäusen, dass durch eine gezielte Gentherapie von Gedächtniszellen sowohl Erinnerungen als auch Lernvermögen wiederhergestellt werden können. 

Erinnerungen werden in Nervenzellen in spezifischen Hirnregionen gespeichert. Um diese Zellen zu verjüngen, verwendeten die Forschenden drei Gene, von denen bekannt war, dass sie in anderen Gewebetypen eine Verjüngung auslösen können. Mit einem Virus als Transporter wurden die Gene gezielt in Hirnregionen injiziert, die mit dem Lernen in Zusammenhang stehen. Dadurch konnten in alten Mäusen und solchen mit Alzheimer-Symptomen sowohl das kurz- und mittelfristige Gedächtnis als auch die Lernfähigkeit wieder auf das Niveau von jungen Mäusen gebracht werden.

Es ist noch nicht klar, wie dauerhaft die neuronale Verjüngung bei Mäusen ist, ob sie allgemein für alle Gedächtnis- und Lernleistungen wirkt, und ob ein ähnlicher Ansatz einst auf den Menschen übertragen werden könnte. Die Studie belegt aber, dass Alter oder Krankheit nicht zwangsläufig zu einem Verlust der Gedächtnisleistung führt, sondern nur zu einer wieder umkehrbaren Einschränkung. Diese Erkenntnis kann als Grundlage für die Entwicklung von Therapien für Menschen dienen.  (mehr…)

Biomanufacturing: Roter Blutfarbstoff aus Hefe

Das eisenhaltige, rot gefärbte Häm-Molekül ist die sauerstoffbindende Komponente im Blutfarbstoff Hämoglobin. Es findet verschiedene Anwendungen, und wird auch als Geschmacksträger in Fleischersatzprodukten eingesetzt, um pflanzenbasierten Proteinen einen vollen Fleischgeschmack zu verleihen. Südkoreanische Forschende zeigen jetzt, wie mit Hilfe des CRISPR/Cas9 Systems die Häm-Produktion in Hefe deutlich verbessert werden kann. 

Die Forschenden identifizierten vier Hefegene, die eine Schlüsselrolle in der Häm-Biosynthese spielen. Durch Einbau zusätzlicher Kopien dieser Gene in das Hefeerbgut unter der Kontrolle starker Promotoren, die eine effiziente Genablesung bewirken, wurde die Häm-Produktion in den Zellen deutlich angeregt. Durch die zusätzliche gezielte Ausschaltung eines am Häm-Abbau beteiligten Gens konnte der Gesamtgehalt an Häm in den Zellen insgesamt fast verdoppelt werden. 

Die genomeditierten Hefestämme, die keine artfremde Erbinformation tragen, können so als Biofabriken für Häm eingesetzt werden. Hefeextrakt aus den Häm-angereicherten Stämmen könnte, ohne aufwändige Reinigung des Häm-Moleküls, direkt als Geschmacksträger für Fleisch-Alternativen auf pflanzlicher Basis eingesetzt werden. Weitere genetische Anpassungen der Hefestämme sollten eine weitere Steigerung der Häm-Ausbeute erhöhen.   (mehr…)

Klimawandel: Eigenes Gen steigert Dürretoleranz von Zuckerrohr

Mit einer Jahresproduktion von über zwei Milliarden Tonnen ist Zuckerrohr die Nutzpflanze mit dem weltweit grössten Produktionsvolumen. Das schnell wachsende tropische Gras ist eine bedeutende Quelle für Rohrzucker, Biomasse und nachwachsende Kraftstoffe wie Bioethanol. Aufgrund des Klimawandels gefährden jedoch längere Dürreperioden die Zuckerrohrproduktion. Daher wird intensiv an Zuckerrohrsorten mit reduzierter Anfälligkeit gegen Wassermangel geforscht. 

Ein Forschungsteam aus Brasilien, Belgien und Frankreich beschreibt jetzt einen gentechnischen Ansatz, mit dem die Dürretoleranz der Pflanzen verbessert werden kann. Die Forschenden identifizierten ein Zuckerrohrgen, das an der Reaktion der Pflanzen auf Wassermangel beteiligt ist. Wenn eine zusätzliche Kopie dieses Gens in das Pflanzenerbgut eingefügt und verstärkt abgelesen wurde, zeigten die Pflanzen eine geringere Beeinträchtigung ihrer Photosyntheseleistung durch starken Wassermangel als unveränderte Kontrollpflanzen. Auch erholten sie sich schneller und vollständiger nach Ende der Trockenperiode. 

Die Forschenden bringen die verbesserte Dürretoleranz mit einer Verstärkung der wasserleitenden Gewebe in der Pflanze in Verbindung. Die Auswirkungen auf agronomische Eigenschaften und Ertrag müssen jetzt in Freilandversuchen geprüft werden.   (mehr…)

Vollständige PDF Version Point «Aktuelle Biotechnologie» Februar 2026 (Nr. 284) mit Quellenangaben

Text und Redaktion: Jan Lucht, Leiter Biotechnologie (jan.lucht@scienceindustries.ch)