Neues Verfahren

Schutz vor Viren

Pflanzen lassen sich mit speziell hergestellten Molekülen auf Basis von RNA oder DNA sicher vor Viren schützen. Das zeigt ein Team der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) in einer neuen Studie am Beispiel eines gängigen Virus. Mit den speziell hergestellten Wirkstoffen konnten die Forschenden den Virenbefall in bis zu 90 Prozent der Fälle abwehren.

von Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg erschienen am 09.07.2024

Mit den neuen Wirkstoffen können Pflanzen vor Viren geschützt werden. © Uni Halle / Markus Scholz

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Befällt ein Virus eine Pflanze, benutzt es deren Zellen als Wirt, um sich zu vermehren. Dabei entstehen virale RNA-Moleküle, die als Vorlage für die Produktion von Proteinen dienen.

In der neuen Studie beschreiben die Forschenden, wie das mit Hilfe des sogenannten Antisense-Verfahrens gelingen könnte. Dabei kommen kurze, künstlich hergestellte DNA-Moleküle zum Einsatz, sogenannte Antisense-Oligonukleotide (ASO): In Pflanzenzellen sorgen sie dafür, dass pflanzliche Enzym-Scheren an die fremde RNA geleitet werden, um diese abzubauen. Dies gelinge muss in der Struktur eine Stelle gefunden werden, an welcher die Enzym-Scheren ansetzen. Das sei jedoch oft alles andere als einfach: Die meisten möglichen Ziel-RNA haben eine sehr komplexe Struktur und liegen nicht einfach als ablesbares Band vor. Außerdem werden sie von anderen Bestandteilen in der Zelle maskiert.

Vor diesem Problem stand das Team bereits vor einigen Jahren. Damals konnten sie ein Verfahren entwickeln, dass im Ansatz auch für ASO genutzt werden kann und dass diese Wirkstoffe in Pflanzen eine ähnlich schützende Wirkung entfalten. "Das war keineswegs sicher: Die Wirkprinzipien von RNA-Interferenz und Antisense sind zwar ähnlich, die dabei aktiven Enzymkomplexe sind jedoch komplett andere. Für uns war es überraschend, dass die mit unserer Methode identifizierten RNA-Abschnitte tatsächlich für beide Verfahren zugänglich sind", sagt Behrens. Die Ergebnisse können sich sehen lassen: In Experimenten mit den optimierten ASO-Wirkstoffen konnten Pflanzen in bis zu 90 Prozent der Fälle gegen eine Infektion mit einem Modellvirus geschützt werden. Das Team hat die Methode patentieren lassen. Behrens hofft nun, den Ansatz weiter verfeinern zu können. "ASO sind nicht nur sehr zielsicher, sie sind auch verhältnismäßig einfach und günstig herzustellen. Ähnliche Wirkstoffe werden seit einigen Jahren auch beim Menschen eingesetzt und zeigen nur wenige Nebenwirkungen. Das ist ein weiterer wichtiger Punkt für den potenziellen Einsatz bei Nahrungsmitteln", so Behrens. Zudem hofft der Forscher, die Methode auch ganz generell für RNA-Interferenz und Antisense-Verfahren einsetzen zu können, so zum Beispiel auch gegen humane Viren.