Schnellauswahl

Wie Pilze auf Knopfdruck medizinische Wirkstoffe produzieren

©Rafaela Pröll
  • Drucken

Pilze können eine Vielzahl an Stoffen produzieren, die für die Industrie oder Medizin äußerst interessant sind. Einer Forschungsgruppe der TU Wien ist es gelungen, die Produktion anzukurbeln. Dafür wurde Astrid Mach-Aigner mit dem Anerkennungspreis 2019 des Landes Niederösterreich ausgezeichnet.

Für den Laien ist es ein unscheinbarer Schimmelpilz, der weder für den Menschen noch für Tiere oder Pflanzen schädlich ist. Für viele Industriezweige ist er jedoch ein bedeutsamer Mikroorganismus, ein kleiner Tausendsassa. Die Rede ist von Trichoderma reesei. Diese Schlauchpilz-Art stellt von Natur aus Enzyme her, um sich von Pflanzenmaterial zu ernähren. Diese Pilzenzyme können aber noch einiges mehr. Sie werden in der Textilindustrie zum Färben und Entfärben verwendet sowie um Fasern zu optimieren. Sie sind nicht nur bei der Herstellung von Backzusätzen, sondern auch von Biotreibstoffen im Einsatz. Und in der Futtermittelindustrie machen diese Enzyme das Tierfutter leichter verdaulich.

Produktion von Wirkstoffen ankurbeln

Trichoderma reesei erzeugt beim Sekundärstoffwechsel wiederum Produkte, die interessant für medizinische und pharmazeutische Anwendungen sind. Pilze sind jedoch natürliche Organismen und keine Fabrik, die man zu einer endlosen Produktion dieser Stoffe anregen kann. Die Arbeit der Forschungsgruppe Synthetische Biologie und Molekulare Biotechnologie an der Technischen Universität Wien, geleitet von Astrid Mach-Aigner, könnte dies jedoch maßgeblich ändern. Mit dem Transkriptionsfaktor Xpp1 wurde quasi ein Schalter identifiziert, um diese Produktion beim Trichoderma reesei anzukurbeln.

Für ihren Fachartikel „Transcription factor Xpp1 is a switch between primary and secondary fungal metabolism“, der im renommierten Journal PNAS veröffentlicht wurde, erhielt Astrid Mach-Aigner nun den Anerkennungspreis, der im Rahmen der Wissenschaftspreise des Landes Niederösterreich 2019 vergeben wurde. Der Artikel entstand in Zusammenarbeit mit dem Interuniversitären Department für Agrarbiotechnologie (IFA Tulln). Astrid Mach-Aigner ist in vielen Industrie- und Forschungskooperationen vernetzt und hat zahlreiche Projekte eingeworben. Ihre Forschungstätigkeiten führten zu mehreren Patenten und vielen Fachartikeln.

 

Schlaue Überlebensstrategie

Pilze verfügen über eine schlaue Überlebensstrategie. Ihr grundlegender - der so genannte primäre - Stoffwechsel ist für das Überleben notwendig. Er liefert Energie für Wachstum und Vermehrung. Die Organismen verfügen aber auch über einen sekundären Stoffwechsel, der nicht an lebenswichtigen Funktionen beteiligt sind. Diese zusätzlichen Stoffwechsel-Wege werden etwa bei Gefahr in Verzug aktiviert. So produziert der Pilz beispielsweise Substanzen, um Fressfeinde oder feindliche Bakterien abzuwehren. Aktiviert er den sekundären Stoffwechsel, zweigt er dafür viel Energie aus dem primären Stoffwechsel ab. Der Pilz stellt also von Vermehrung und Wachstum auf Verteidigung um. Diese Produkte und Substanzen des sekundären Stoffwechsels sind für medizinische, pharmazeutische und industrielle Anwendungen von großer Bedeutung.

Die wichtige Rolle von Xpp1

Astrid Mach-Aigner hat in ihrem Artikel beschrieben, dass der Transkriptionsfaktor Xpp1 dabei eine wichtige Rolle einnimmt. Ist Xpp1 vorhanden, wird der primäre Stoffwechsel am Laufen gehalten. Die Annahme der Forschungsgruppe war: Durch Entfernung von Xpp1 stellt die Zelle auf sekundären Stoffwechsel um. Beim Testorganismus, dem Pilz Trichoderma reesei, konnte das TU-Team dies wirkungsvoll belegen. Die Anzahl der verschiedenen, gebildeten Sekundärmetaboliten sowie deren jeweilige Menge konnte stark erhöht werden. Xpp1 und dessen verwandte Proteine sind nicht nur im Trichoderma reesei, sondern in vielen anderen Pilzen zu finden.

Forschung zur Lebensmittelsicherheit ausgezeichnet

Martin Wagner, Experte für das Wissenschaftsgebiet der mikrobiellen Lebensmittelsicherheit an der Veterinärmedizinischen Universität Wien, erhielt vom Land Niederösterreich den Würdigungspreis für sein wissenschaftliches Gesamtwerk. Ein großes Risiko für die Sicherheit der Lebensmittelproduktion sind mikrobielle Verunreinigungen, die über Rohstoffe oder während der Lebensmittelverarbeitung eingetragen werden können. Diese Erreger können bis zum Tod führen. Martin Wagner beschäftigt sich seit vielen Jahren mit Listeria monocytogenes, einem der wichtigsten mikrobiellen Erreger in Lebensmitteln. Er entwickelte mit seiner damaligen Arbeitsgruppe neue molekularbiologische Nachweisverfahren, die heute von Laboratorien weltweit angewendet werden.

Martin Wagner ist besonders im Land Niederösterreich als eine maßgebliche Kraft im Bereich der Forschung und Entwicklung im Themenfeld Lebensmittelsicherheit und Lebensmittelqualität etabliert. Wagner trug zum Aufbau der Arbeitsgruppe Bioaktive Mikrobielle Metaboliten (BiMM) am Universität- und Forschungszentrum Tulln (UFT) bei und leitet das „Austrian Competence Centre for Feed and Food Quality, Safety Innovation“ (FFoQSI). Das Zentrum verbindet Grundlagenforschung und praktische Anwendungen im Bereich der Lebensmittelsicherheit.

Wissenschaftspreis des Land Niederösterreich

Seit 1964 fördert das Land Niederösterreich herausragende ForscherInnen, die durch ihre Arbeiten einen wesentlichen Beitrag zur wissenschaftlichen Eigenständigkeit des Landes leisten. Jedes Jahr werden an Vertreterinnen und Vertreter unterschiedlicher wissenschaftlicher Disziplinen Würdigungs- sowie Anerkennungspreise verliehen. Damit soll die Bedeutung des wissenschaftlichen Schaffens für Niederösterreich unterstrichen werden und jene Menschen geehrt werden, die sich hierzulande für den Fortschritt durch Forschung und Entwicklung einsetzen.

 

Mehr Informationen finden Sie HIER!