Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Zum Bierbrauen fast zu schade: Superpflanze Hopfen gegen Krebs und gegen Beschwerden in den Wechseljahren

22.12.2006
Hopfen, die Arzneimittelpflanze des Jahres 2007, hat hohes Potential im Kampf gegen Krebs und Hormonschwankungen. Züchter der Universität Hohenheim wollen es gentechnisch optimieren

Zum Bierbrauen fast zu schade. - Die gekrönte Arzneipflanze des Jahres 2007 ist ein wahres Multitalent. Das Hopfen ähnlich dem Baldrian beruhigende Wirkungen entfaltet, hat sich mittlerweile herumgesprochen. Hopfen-Dragees gibt es in jedem Drogeriemarkt. Dass er darüber hinaus auch die Teilung von Krebszellen verhindern und Frauen über die Wechseljahre hinweghelfen kann, ist weniger bekannt. Das Problem bisher dabei: Der Hopfen produziert die notwendigen Wirkstoffe so ineffizient, dass die Produktion zu teuer ist. Forscher der Universität Hohenheim wollen das nun mittels Gentechnik ändern - und können erste Erfolge verbuchen.

Die Wunderstoffe des Hopfens heißen 8-Prenylnaringenin, ein Phytoöstrogen, und Xanthohumol. Während das Phytoöstrogen bei Einnahme regulierend in den Hormonkreislauf des Menschen eingreift und Frauen die Wechseljahre erträglicher machen kann, bekämpft das Xanthohumol den Krebs, indem es die Teilung und Reproduktion der befallenen Zellen verhindert, zitiert Prof. Dr. Gerd Weber vom Institut für Pflanzenzüchtung, Saatgutforschung und Populationsgenetik der Universität Hohenheim die medizinische Forschung.

Damit diese Produkte im Hopfen entstehen können, läuft jedoch vorher eine komplexe Kette von Syntheseprozessen ab. Wie in einer Fertigungsstraße für ein Automodell wandeln Enzyme im Hopfen in zahlreichen Teilschritten jedes entstehende Zwischenprodukt in ein noch komplexeres Zwischenprodukt um, bis am Ende die nutzbaren Endstoffe im Hopfen zur Verfügung stehen. Im Gegensatz zur Fahrzeugfertigungsstraße, bei der am Ende nur ein Modell herauskommt, verzweigt sich die Prozesskette des Hopfens in verschiedene Richtungen, an denen am Ende eben nicht nur die Aroma- und Bitterstoffe für die Bierherstellung stehen, sondern auch die medizinisch wertvollen Stoffe Xanthohumol und 8-Prenylnaringenin.

Die Natur zieht Bier der Krebsbekämpfung vor. So kann man das Problem beschreiben, vor dem die Wissenschaft bisher stand. Denn im Gegensatz zur reichlichen Produktion der Aroma- und Bitterstoffe für den Brauvorgang geizt der Hopfen mit der Produktion der Wundermedizin. So sind enorme Mengen an Hopfenblüten notwendig, um die Endstoffe in ausreichendem Maße zu erhalten. Das führt dazu, dass wenige Gramm medizinisch wirksamen Phytoöstrogens bis zu 1.000 Euro kosten, Xanthohumol noch ein Vielfaches mehr. "Ein Preis den kaum jemand zahlen kann und will", so Prof. Dr. Weber.

Für diese geringe Produktion sind die für den Teilvorgang zuständigen Enzyme verantwortlich. Doch während die Prozesskette zu den Biergrundstoffen bekannt ist, sind die ablaufenden Synthesevorgänge samt der relevanten Enzyme für Xanthohumol und Phytoöstrogen unbekannt. "Wir sind ihnen aber auf der Spur", so Prof. Dr. Weber. Wenn die Forscher die den verantwortlichen Enzymen zu Grunde liegenden Gene identifizieren können, dann können sie diese für eine effizientere Arbeitsweise modifizieren. Dafür braucht es aber Geduld: Nach einer DNA-Neuprogrammierung brauchen die verwendeten Hopfenstängel neun Monate, bis sie sich zur vollständigen Pflanze regenerieren und Aussagen über den Versuchserfolg, also eine erhöhte Produktion von Xanthohumol und des Phytoöstrogens ermöglichen. Lediglich 0,5 Prozent der Kandidaten sind dann tatsächlich transgen, also erfolgreich gentechnisch verändert.

Um ihr Ziel zu erreichen, konzentrieren sich die Züchter zunächst darauf, die relevanten Gene aus Hopfen und anderen Organismen zu finden und zu isolieren. "Als zweiten Schritt wollen wir die Funktion der Hopfengene optimieren und/oder fremde Gene aus anderen Organismen in den Hopfen einbringen", meint Prof. Dr. Weber. Ein möglicher Kandidat dafür könnte zum Beispiel die Pflanze Acker-Schmalwand (Arabidopsis thaliana) sein. Die Gefahr, dass sich der neue genveränderte Hopfen unkontrolliert ausbreitet, sieht Prof. Dr. Weber nicht. "Die interessanten Stoffe finden sich vor allem in der weiblichen Blüte. Wir werden den Anbau des Medizinhopfens folglich auf weibliche Pflanzen beschränken, so dass auch kein Pollen verweht werden kann."

Einen wichtigen Teilerfolg können die Hohenheimer Forscher bereits verbuchen. Um herauszubekommen, ob die reichhaltige Produktion der Arzneistoffe nicht zu Lasten der Biergrundstoffe geht, haben sie durch gentechnische Veränderungen den Hopfen den sonst im Rotwein enthaltenden Stoff Resveratrol produzieren lassen, dessen Synthesevorgang bekannt ist. Das Ergebnis stimmt die Forscher zuversichtlich: Denn obwohl der Hopfen jetzt große Mengen Resveratrol produziert, liefert er weiterhin die gleichen Mengen an Aroma- und Bitterstoffen. Das lasse einen großen Ressourcenpool vermuten, sagt Prof. Dr. Weber. "Der Hopfen hat großes Potenzial, ein Star zu werden. Wir müssen ihn nur ein wenig fördern", so der Hohenheimer Wissenschaftler weiter.

Hintergrund:
Seit 1997 erforscht Prof. Dr. Weber molekularbiologisch den Hopfen. Dem Pflanzengenetiker gelang es weltweit als erstes, gentechnisch veränderten Hopfen herzustellen. Darauf aufbauend gründete er das mittlerweile größte auf Hopfen fokussierte Forschungsnetzwerk der Welt, EU-HOPNET.

Arzneimittelpflanze des Jahres: http://www.uni-wuerzburg.de/sonstiges/meldungen/single/artikel/hopfen-ist/

Florian Klebs | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-hohenheim.de
http://www.uni-wuerzburg.de/sonstiges/meldungen/single/artikel/hopfen-ist/

Weitere Berichte zu: Enzym Hopfen Phytoöstrogen Wechseljahre Xanthohumol

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Was läuft schief beim Noonan-Syndrom? – Grundlagen der neuronalen Fehlfunktion entdeckt
16.10.2017 | Leibniz-Institut für Neurobiologie

nachricht Keimfreie Bruteier: Neue Alternative zum gängigen Formaldehyd
16.10.2017 | Technische Universität Graz

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Smarte Sensoren für effiziente Prozesse

Materialfehler im Endprodukt können in vielen Industriebereichen zu frühzeitigem Versagen führen und den sicheren Gebrauch der Erzeugnisse massiv beeinträchtigen. Eine Schlüsselrolle im Rahmen der Qualitätssicherung kommt daher intelligenten, zerstörungsfreien Sensorsystemen zu, die es erlauben, Bauteile schnell und kostengünstig zu prüfen, ohne das Material selbst zu beschädigen oder die Oberfläche zu verändern. Experten des Fraunhofer IZFP in Saarbrücken präsentieren vom 7. bis 10. November 2017 auf der Blechexpo in Stuttgart zwei Exponate, die eine schnelle, zuverlässige und automatisierte Materialcharakterisierung und Fehlerbestimmung ermöglichen (Halle 5, Stand 5306).

Bei Verwendung zeitaufwändiger zerstörender Prüfverfahren zieht die Qualitätsprüfung durch die Beschädigung oder Zerstörung der Produkte enorme Kosten nach...

Im Focus: Smart sensors for efficient processes

Material defects in end products can quickly result in failures in many areas of industry, and have a massive impact on the safe use of their products. This is why, in the field of quality assurance, intelligent, nondestructive sensor systems play a key role. They allow testing components and parts in a rapid and cost-efficient manner without destroying the actual product or changing its surface. Experts from the Fraunhofer IZFP in Saarbrücken will be presenting two exhibits at the Blechexpo in Stuttgart from 7–10 November 2017 that allow fast, reliable, and automated characterization of materials and detection of defects (Hall 5, Booth 5306).

When quality testing uses time-consuming destructive test methods, it can result in enormous costs due to damaging or destroying the products. And given that...

Im Focus: Cold molecules on collision course

Using a new cooling technique MPQ scientists succeed at observing collisions in a dense beam of cold and slow dipolar molecules.

How do chemical reactions proceed at extremely low temperatures? The answer requires the investigation of molecular samples that are cold, dense, and slow at...

Im Focus: Kalte Moleküle auf Kollisionskurs

Mit einer neuen Kühlmethode gelingt Wissenschaftlern am MPQ die Beobachtung von Stößen in einem dichten Strahl aus kalten und langsamen dipolaren Molekülen.

Wie verlaufen chemische Reaktionen bei extrem tiefen Temperaturen? Um diese Frage zu beantworten, benötigt man molekulare Proben, die gleichzeitig kalt, dicht...

Im Focus: Astronomen entdecken ungewöhnliche spindelförmige Galaxien

Galaxien als majestätische, rotierende Sternscheiben? Nicht bei den spindelförmigen Galaxien, die von Athanasia Tsatsi (Max-Planck-Institut für Astronomie) und ihren Kollegen untersucht wurden. Mit Hilfe der CALIFA-Umfrage fanden die Astronomen heraus, dass diese schlanken Galaxien, die sich um ihre Längsachse drehen, weitaus häufiger sind als bisher angenommen. Mit den neuen Daten konnten die Astronomen außerdem ein Modell dafür entwickeln, wie die spindelförmigen Galaxien aus einer speziellen Art von Verschmelzung zweier Spiralgalaxien entstehen. Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Astronomy & Astrophysics veröffentlicht.

Wenn die meisten Menschen an Galaxien denken, dürften sie an majestätische Spiralgalaxien wie die unserer Heimatgalaxie denken, der Milchstraße: Milliarden von...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Meeresbiologe Mark E. Hay zu Gast bei den "Noblen Gesprächen" am Beutenberg Campus in Jena

16.10.2017 | Veranstaltungen

bionection 2017 erstmals in Thüringen: Biotech-Spitzenforschung trifft in Jena auf Weltmarktführer

13.10.2017 | Veranstaltungen

Tagung „Energieeffiziente Abluftreinigung“ zeigt, wie man durch Luftreinhaltemaßnahmen profitieren kann

13.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

ESO-Teleskope beobachten erstes Licht einer Gravitationswellen-Quelle

16.10.2017 | Physik Astronomie

Was läuft schief beim Noonan-Syndrom? – Grundlagen der neuronalen Fehlfunktion entdeckt

16.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Gewebe mit Hilfe von Stammzellen regenerieren

16.10.2017 | Förderungen Preise