Alles eine Frage der Ausstattung

1. Dezember 2009, 21:36
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Das Austrian Institute of Technology (AIT) betreibt in Seibersdorf eine Gendatenbank, die den Zugriff auf bereits entschlüsselte Pflanzengene und physische DNA-Proben erlaubt

Ein Gendaten-One-Stop-Online-Shop. So kann man sich die "Platform for Integrated Clone Management", kurz Picme, am AIT Austrian Institute of Technology in Seibersdorf vorstellen. "Eine zentrale Stelle, über die Forscher auf bereits entschlüsselte Gene von Bäumen, Getreide und Nutzpflanzen Zugriff haben", umschreibt Molekularbiologin Silvia Fluch die Uridee des Gen-Ressourcenzentrums, die sie 2002 hatte. Ein Jahr später wurde die Datenbank gegründet.

Ein weltweit einzigartiges Unterfangen, wie Fluch, die das Ressourcenzentrum Picme seither leitet, betont. Die Datenbank verknüpft die aus der Sequenzierungsarbeit internationaler Forschungslabors entstandenen Gensammlungen und deren Datenbanken. So sollen Doppelgleisigkeiten verhindert werden - was Zeit und Geld spart.

Herzstück des Ressourcenzentrums ist die "Expressed Sequence Tag (EST) Bank", in der DNA-Fragmente qualitätsgesichert aufbewahrt und verwaltet werden. Mit der Möglichkeit, auch auf physische Proben, die Gene in DNA- Form, zugreifen zu können, setzt sie sich von ausschließlich virtuellen Datenbanken ab. "Wir kennen die Herkunft aller Proben, wir wissen, wann wir sie bekommen haben und wer sie schon einmal beschrieben hat", erklärt Fluch. "Sie sind außerdem mit der Datenbank an ihrem Ursprungsort verknüpft. So ist ihre ganze Historie über ein einziges Portal zugänglich."

Nutzen für Zuchtprogramme

Vollautomatisiert und robotergesteuert werden die DNA-Fragmente und Pflanzenproben bei minus 20 bzw. 80 Grad Celsius gelagert. Sie können über Internet angefordert werden. Das Lager kann anderthalb Millionen Proben aufnehmen - zu zwei Drittel ist es momentan gefüllt. Die Community hätte positiv auf das Ressourcenzentrum reagiert, schildert die Forscherin: "Die Leute waren froh, dass sie ihr Material in Sicherheit wussten und es der wissenschaftlichen Community zur Verfügung gestellt werden konnte."

Hauptzielgruppe sind Forscher, die sich mit Entwicklungsprojekten im Bereich der Agrar- und Forstwirtschaft beschäftigen. Es geht dabei um die Untersuchung und Nutzung der natürlich vorkommenden Eigenschaften bestehender Genome und nicht um Gentechnik, erklärt Fluch. Es gelte, Ausprägungen zu identifizieren, die man verwenden kann, um eine verbesserte Pflanzenauswahl zu treffen - für Selektions- und Zuchtprogramme. Es seien dies "DNA-unterstützende Auswahlverfahren". Etwa um Bäume auszuwählen, die toleranter gegenüber Witterungseinflüssen sind, oder Kartoffelsorten zu kreuzen, um deren Vitamin- und Nährstoffgehalt zu erhöhen. In diesem Zusammenhang ist auch das Projekt zu sehen, das sich mit der wirtschaftlich bedeutendsten heimischen Baumart, der Fichte, auseinandersetzt. Rund 54 Prozent beträgt ihr Flächenanteil am österreichischen Wald, rund 47 Prozent ihr Anteil am jährlichen Schnittholzvolumen.

Die Fichte hat einen Nachteil: Sie ist ein "Flachwurzler" und kippt daher leicht um. Das ist ein Problem, da etwa Stürme zunehmen. Hinzu kommen andere Stressfaktoren wie Borkenkäfer oder Trockenheit. In Zusammenarbeit mit dem Bundesforschungs- und Ausbildungszentrum für Wald, Naturgefahren und Landschaft (BFW) und mit Unterstützung des Lebensministeriums wird gerade eine genetische Inventur der Fichte durchgeführt und mit Industriepartnern nach für den Klimawandel "fitten" Pflanzen gesucht. Dafür wird die Erbinformation der Baumart extrahiert und analysiert.

Am AIT erfolgt eine Abschätzung der individuellen Diversität und der "Fitness" unter Berücksichtigung der Umweltveränderungen. Das Ergebnis soll eine Karte der genetischen Vielfalt einer Baumart über ein großes Gebiet sein. Sie soll die Datengrundlage dafür liefern, welche Fichten die nötige genetische Ausstattung mitbringen, um etwa in (zukünftigen) Trockengebieten gepflanzt zu werden.

Seit 2006 ist das AIT mit Picme durch das EU-Netzwerk Evoltree - Evolution of Trees as Drivers of Terrestrial Biodiversity - in die Biodiversitätsforschung eingebunden, erzählt Fluch. 25 Forschungsgruppen setzen sich darin damit auseinander, wie und warum gewisse Baumarten auf den Klimawandel reagieren, wie Ökosysteme funktionieren und welche Gene für Anpassungen an den Klimawandel verantwortlich sind.

"Unsere Forschung kann zum Erhalt der Diversität beitragen", meint Fluch. Das Verständnis der genetischen Ausstattung von bestimmten, auch abgestorbenen Bäumen, deren DNA in Picme gelagert sei, könne dazu beitragen festzustellen, welche genetische Ausstattung Pflanzen haben sollten, um eine nachhaltige Waldwirtschaft zu ermöglichen. (Markus Böhm/DER STANDARD, Printausgabe, 2.12.2009)

 

  • Die "Platform for Integrated Clone Management", kurz Picme, richtet sich an Forscher, die im Bereich der Agrar- und Forstwirtschaft arbeiten.
    illustration: fatih aydogdu

    Die "Platform for Integrated Clone Management", kurz Picme, richtet sich an Forscher, die im Bereich der Agrar- und Forstwirtschaft arbeiten.

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