Genmanipulierte Pflanze imitiert Muttermilch

Stillen: Bald bekommen Babys pflanzenproduzierte Muttermilch (Foto: Ben Kerckx, pixabay.com)

Berkeley/Davis (pte002/18.06.2024/06:05) - Forscher der University of California, Berkeley ( https://www.berkeley.edu/ ) und der UC Davis ( https://www.ucdavis.edu/ ) können mit genmanipulierten Pflanzen eine perfekte Kopie von Muttermilch herstellen. 75 Prozent aller Babys in der Welt bekommen in den ersten sechs Monaten ihres Lebens ausschließlich oder zusätzlich zum Stillen Babynahrung. Diese ist der Muttermilch zwar sehr ähnlich, aber nicht identisch. Muttermilch enthält eine einzigartige Mischung aus etwa 200 präbiotischen Zuckermolekülen, die zur Vorbeugung von Krankheiten beitragen und beim Baby das Wachstum gesunder Darmbakterien fördern.

Gesündere Säuglingsnahrung

Die Experten haben die Pflanzen so umprogrammiert, dass sie eine Vielzahl dieser Milchzucker, auch Oligosaccharide genannt, produzieren. Die Ergebnisse könnten zur gesünderen und erschwinglicheren Säuglingsnahrung und zur nahrhafteren Pflanzenmilch für Kinder und Erwachsene führen.

"Pflanzen sind phänomenale Organismen, die Sonnenlicht und CO2 aus der Atmosphäre aufnehmen und daraus Zucker herstellen. Und sie stellen nicht nur eine Art her, sondern eine ganze Reihe von einfachen und komplexen Zuckern. Da Pflanzen bereits über diesen grundlegenden Zuckerstoffwechsel verfügen, wollten wir versuchen, ihn zu verändern, um die Oligosaccharide herzustellen, die die Muttermilch enthält", so Mikrobiologie Patrick Shih.

Alle komplexen Zucker - auch die Oligosaccharide der Muttermilch - bestehen aus Einfachzuckern, den sogenannten Monosacchariden, die miteinander verbunden werden können, um eine Vielzahl von Ketten und Verzweigungen zu bilden. Was die Oligosaccharide der Muttermilch so einzigartig machen, sind die spezifischen Verknüpfungen von Einfachzuckern.

Pflanzen billiger als Bakterien

Collin Barnum, Biologe an der University of California, Berkeley, hat mit seinen Kollegen die Gene für die Enzyme, die diese spezifischen Verknüpfungen herstellen, verändert und sie pflanzten sie in Nicotiana benthamiana ein, einer engen Verwandten des Tabakstrauchs. Diese produzierte daraufhin elf menschliche Milch-Oligosaccharide sowie eine Vielzahl anderer komplexer Zucker mit ähnlichen Verknüpfungsmustern.

"Wir haben alle drei Hauptgruppen der Oligosaccharide der menschlichen Milch hergestellt", verdeutlicht Shih. Bisher ist es gelungen, einige dieser Zuckerarten mithilfe von genmanipulierten Bakterien (Escherichia coli) herzustellen, doch längst nicht alle. Shih schätzt, dass es billiger ist, die restlichen Oligosaccharide mit Pflanzen herzustellen als mit Bakterien.

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