An Tabakpflanzen wurde in verschiedenen Konstellationen erfolgreich untersucht, wie ein externer Reiz steuern kann, fremde Gene auszuprägen.
Ziel des Projektes war die Entwicklung molekularer Regulationssysteme. Mit ihnen lässt sich die Expression fremder Gene in Pflanzen mit gentechnisch veränderten Chloroplasten, also strukturell abgegrenzten Zellbereichen, durch einen externen Reiz gezielt steuern. Dabei wurden parallel in fünf Teilprojekten zum Teil völlig neuartige Ansätze getestet.
In Teilprojekt 1 wurde ein transientes Testsystem für Plastidentransformationsvektoren an Tabakprotoplasten entwickelt. In dem Testsystem wurde das Gen also von einer Zelle aufgenommen, aber nicht ins Genom eingebaut. Es konnte so weit optimiert werden, dass das Markergen GUS (Glucuronidase) in seiner Expression reproduzierbar gemessen werden kann.
rechts: Tabakpflanzen mit genetisch veränderten Chloroplasten (Quelle: Icon Genetics GmbH)
In Teilprojekt 2 wurden Möglichkeiten untersucht, die Regulierbarkeit von lac-regulierten Promotoren zu verbessern.
In Teilprojekt 3 (Regulation durch sequenzspezifische Rekombinase, also katalytische Enzyme) wurden Plastidentransformanten mit invertierbarem GFP(grün fluoreszierendes Protein)-Gen hergestellt. Das Funktionsprinzip, die Inversion, also Drehung eines Chromosomenstücks des zu regulierenden Gens, konnte gezeigt werden.
In Teilprojekt 4 (Regulation durch Transkriptionsaktivatoren) konnten alle Konstrukte kloniert und in Tabak transformiert werden. Die Induktion der T1-Pflanzen fiel relativ gering aus.
In Teilprojekt 5 (Regulation durch „Riboswitch“) wurde der ursprüngliche Ansatz einer Translationskontrolle geändert: Nun wurde die Translatierbarkeit durch Hybridisierung mit einer Antisense-RNA reguliert – damit lässt sich gleichzeitig Transkription und Translation durch den gleichen Induktor kontrollieren. In Bakterien konnte gezeigt werden, dass das neuartige Prinzip funktioniert, die Grundlage für die Entwicklung verbesserter Kontrollsysteme wurde geschaffen.
