q&more
Meine Merkliste
my.chemie.de  
Login  

News

Pilz als Untermieter produziert Wirkstoff einer Heilpflanze

Grundlagen für biotechnologische Herstellung

Christiane Henno

Die Tataren-Aster (Aster tataricus) enthält den Arzneistoff Astin nur, wenn sie den produzierenden Pilz C. asteris beherbergt.

09.12.2019: Die Tataren-Aster wird in der traditionellen chinesischen Medizin wegen des enthaltenen Astins als Heilpflanze genutzt; dem Stoff werden auch in der Krebsforschung vielversprechende Eigenschaften zugeschrieben. Doch die Astine produziert die Pflanze nicht selbst, wie lange angenommen wurde, sondern sie stammen von einem Pilz, der im Gewebe ihrer Blütenstände lebt. Das haben Dr. Thomas Schafhauser und Professor Wolfgang Wohlleben von der Universität Tübingen gemeinsam mit Dr. Linda Jahn, Professorin Jutta Ludwig-Müller und Professor Karl-Heinz van Pée von der Technischen Universität Dresden in einem internationalen Team herausgefunden. Dem Team ist es gelungen, den betreffenden Pilz Cyanodermella asteris zu isolieren und unabhängig von der Wirtspflanze in Nährlösung zu kultivieren. Dadurch hat es die Grundlagen für eine biotechnologische Herstellung der Astine in größerem Maßstab gelegt.

Werden Arzneipflanzen wild gesammelt, kann das ihren Bestand gefährden. Selbst wenn Pflanzen für die Naturstoffproduktion gezüchtet werden, ergeben sich viele Schwierigkeiten: Das Pflanzenwachstum ist vergleichsweise langsam, die Stoffe werden häufig nur in geringen Mengen produziert und müssen in aufwendigen Verfahren aus der Pflanze extrahiert werden. „Ziel ist daher vielfach, wie auch bei den Astinen, eine kostengünstige biotechnologische Produktion“, sagt Thomas Schafhauser. Astine binden an ein wichtiges menschliches Regulatorprotein, wodurch sie möglicherweise zur Unterdrückung von Immunreaktionen und gegen das Wachstum von Tumoren eingesetzt werden könnten.

„Für die Entwicklung eines biotechnologischen Verfahrens muss man die beteiligten Gene und den Stoffwechselweg kennen, über den ein Naturstoff gebildet wird“, sagt der Wissenschaftler. Astine hätten eine ungewöhnliche komplexe chemische Struktur. „Vergleiche mit teilweise ähnlichen Naturstoffen deuteten auf Bakterien oder Pilze als Produzenten des Astins hin.“ So stießen die Forscher auf den in der Pflanze lebenden Pilz C. asteris. Bei den Experimenten des Forschungsteams ließ sich der Pilz problemlos vermehren und kultivieren. Er stellte zudem anhaltend große Mengen Astin her. „Außerdem wurde das Pilzgenom vollständig sequenziert“, sagt Schafhauser. Im entschlüsselten Genom fand das Team die Gene, die für den Aufbau des Astins zuständig sind. Somit seien wichtige Voraussetzungen gegeben, um biotechnologische Verfahren zur kommerziellen Herstellung von Astin zu entwickeln.

Zusammenarbeit verschiedener Arten

In Experimenten belegten die Forscher, dass Individuen der Tataren-Aster (Aster tataricus) ohne den Pilz C. asteris kein Astin produzierten. Durch erneute Infektion mit dem Pilz ließ sich die Funktion wiederherstellen. „Außerdem enthielten diese Pflanzen die Variante Astin A, die der Pilz, wenn er einzeln kultiviert wurde, nicht bilden konnte“, berichtet Linda Jahn. „Wir gehen davon aus, dass Pilz und Pflanze hier im Sinne einer Symbiose zu beiderseitigem Vorteil zusammenarbeiten und die Pflanze ein Signal zur Herstellung des Astins A gibt oder selbst das Astin aus dem Pilz weiter verarbeitet.“

Solche über eine Art hinausgehenden Stoffwechselwege, die die Symbiose zwischen zwei oder mehr biologischen Partnern erfordern, seien bisher weitgehend unerforscht. „Möglicherweise sind sie stark verbreitet, aber darüber wissen wir bisher zu wenig“, sagt die Wissenschaftlerin. Bei der Tataren-Aster sei unklar, inwiefern ihr der komplexe Stoff Astin Vorteile bringt. Er könnte bei der Verteidigung gegen Fressfeinde oder Krankheitserreger eine Rolle spielen.

Originalveröffentlichung:
Thomas Schafhauser et al.; "Antitumor astins originate from the fungal endophyte Cyanodermella asteris living within the medicinal plant Aster tataricus"; Proceedings of the National Academy of Sciences; 2019.

Fakten, Hintergründe, Dossiers

  • Astine
  • Pilze
  • Cyanodermella asteris
  • Pflanzen
  • Aster tataricus

Mehr über Universität Tübingen

  • News

    Krebsstammzellen für das Immunsystem sichtbar machen

    Leukämie-Stammzellen schützen sich vor der Immunabwehr, indem sie ein Zielmolekül der Killerzellen von ihrer Oberfläche verschwinden lassen. Doch dieser Schutzmechanismus lässt sich mit Medikamenten überwinden. Welche neuen Therapieansätze sich daraus möglicherweise ableiten lassen, beschre ... mehr

    Wie mehrzellige Cyanobakterien Moleküle transportieren

    Forscher der ETH Zürich und der Universität Tübingen klären hochaufgelöst die Struktur und Funktion von Zell-Zell-Verbindungen bei fädigen mehrzelligen Cyanobakterien auf. Damit können sie nun erklären, wie diese Mikroorganismen den Transport von verschiedenen Stoffen zwischen einzelnen Zel ... mehr

    Wie Schlaf das Immunsystem stärkt

    Ausreichend Schlaf ist für unser Immunsystem und die Abwehr von Krankheitserregern wichtig ‒ das wird allgemein angenommen und erscheint intuitiv richtig. Wie genau Schlaf jedoch bestimmte Immunfunktionen beeinflusst, ist noch nicht wissenschaftlich geklärt. Wissenschaftler der Universität ... mehr

  • q&more Artikel

    Arzneimittel unter Hochdruck

    Typischerweise werden in der Pharmaindustrie neue Arzneistoffe in einem aufwändigen Formulierungs­verfahren mit den für sie geeigneten Hilfsstoffen zur Arzneiform entwickelt. Solche Entwicklungsprozesse werden in den galenischen Abteilungen durchgeführt und führen in vielen Fällen zu für de ... mehr

    Starke Haftkraft

    Geowissenschaftler, Biologen und Chemiker der Universität Tübingen arbeiten in Zusammenarbeit mit dem IFAM (Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung in Bremen) an der Aufklärung der Haftung von Insekten an Oberflächen. Ziel dieses Projektes ist es, einen Kl ... mehr

  • Autoren

    Prof. Dr. Michael Lämmerhofer

    Michael Lämmerhofer, Jg. 1966, studierte Pharmazie an der Universität Graz, wo er 1996 in Pharma­zeutischer Chemie promovierte. Anschließend wechselte er an die Universität Wien. Dort war er, unterbrochen von einem einjährigen Postdoc-Aufenthalt 1999 bis 2000 an der Universität Berkeley, zu ... mehr

    Heike Gerhardt

    Heike Gerhardt, Jg. 1983, studierte Chemie an den Universitäten Tübingen und Wien, wobei sie sich bereits während ihres Master-Studiums in Wien auf den Schwerpunkt Analytik spezialisierte. Seit April 2012 arbeitet sie an der Universität Tübingen bei Prof. Dr. Lämmerhofer an ihrer nahezu abg ... mehr

    Prof. Dr. Martin A. Wahl

    Martin Wahl, geb. 1956, studierte Pharmazie an der Universität Tübingen und promovierte 1984. Nach einem einjährigen Forschungsaufenthalt am Karolinska-Institut in Stockholm erfolgte 1995 die Habilitation im Fach Pharmakologie und Toxiko­logie. 1998 wechselte er an den Lehr- und Forschungsb ... mehr

Mehr über TU Dresden

  • News

    Wie teilen sich Tumorzellen im Gedränge?

    Wissenschaftler unter der Leitung von Dr. Elisabeth Fischer-Friedrich, Gruppenleiterin am Exzellenzcluster Physik des Lebens (PoL) und am Biotechnologischen Zentrum der TU Dresden (BIOTEC), untersuchten, wie sich Krebszellen in einem dicht gedrängten Tumorgewebe teilen können. Dabei prüften ... mehr

    Wenn aus theoretischer Chemie Praxis wird

    Thomas Heine, Professor für Theoretische Chemie an der TU Dresden, hat 2019 zusammen mit seinem Team topologische 2D-Polymere vorhergesagt. Nur ein Jahr später konnten diese Materialien von einem italienischen Forscherteam synthetisiert und deren topologische Eigenschaften experimentell nac ... mehr

    Erstmals Synthese von Dodecacen gelungen

    Einem Team internationaler Wissenschaftler unter der Leitung von Francesca Moresco (Center for Advancing Electronics Dresden - cfaed der TU Dresden) und Diego Peña Gil (Center for Research in Biological Chemistry and Molecular Materials - CiQUS an der Universität Santiago de Compostela) ist ... mehr

  • Autoren

    Dr. Torsten Tonn

    Torsten Tonn ist Professor für Transfusionsmedizin an der Medizinischen Fakultät Carl Gustav Carus, Technische Universität Dresden. Er ist ebenfalls Geschäftsführer des DRKBlutspendedienstes Nord-Ost. Vor dieser Stellung leitete er den Bereich für Zell- und Gentherapie des Instituts für Tra ... mehr

q&more – die Networking-Plattform für exzellente Qualität in Labor und Prozess

q&more verfolgt den Anspruch, aktuelle Forschung und innovative Lösungen sichtbar zu machen und den Wissensaustausch zu unterstützen. Im Fokus des breiten Themenspektrums stehen höchste Qualitätsansprüche in einem hochinnovativen Branchenumfeld. Als moderne Wissensplattform bietet q&more den Akteuren im Markt einzigartige Networking-Möglichkeiten. International renommierte Autoren repräsentieren den aktuellen Wissenstand. Die Originalbeiträge werden attraktiv in einem anspruchsvollen Umfeld präsentiert und deutsch und englisch publiziert. Die Inhalte zeigen neue Konzepte und unkonventionelle Lösungsansätze auf.

> mehr zu q&more

q&more wird unterstützt von:

 

Ihr Bowser ist nicht aktuell. Microsoft Internet Explorer 6.0 unterstützt einige Funktionen auf Chemie.DE nicht.