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Genom der Baumwolleule entschlüsselt

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Bayer: "Wichtiger Meilenstein in der Biotechnologie"

Das US-Unternehmen Genoptera, South San Francisco (USA), ein von der Bayer AG und der US-Biotechnologie-Firma Exelixis gegründetes Joint-Venture, hat über 90 Prozent der Gene der Baumwolleule Heliothis virescens, einem wirtschaftlich in vielen Kulturen wichtigen Schädling, identifiziert. Die genetische Information wird von den Wissenschaftlern genutzt, um ein detailliertes Verständnis über das Auftreten und die Aufgabe von Proteinen in Heliothis zu erarbeiten. Dieses Wissen ermöglicht den Forschern nun, bei marktrelevanten Schädlingen spezifische Angriffsorte für neue Pflanzenschutzmittel zu finden und damit selektive und umweltverträgliche neue Produkte zu entwickeln.

Bislang gibt es umfangreiche Genomprojekte für Modell-Insekten wie die Fruchtfliege, die jedoch keine wirtschaftliche Bedeutung haben. Genoptera ist jetzt erstmals die Entschlüsselung eines praxisrelevanten Schädlings gelungen. Die Raupe der Baumwolleule gehört zu einer Gruppe von Schädlingen, für deren Kontrolle weltweit in der Landwirtschaft über zwei Milliarden Euro im Jahre 2001 aufgewendet worden ist.

Seit 1998 bearbeitet Bayer im Pflanzenschutz mit Partnern in Deutschland und den USA Biotechnologie-Projekte mit einem Gesamtvolumen von fast 200 Millionen Euro. Die Arbeiten dienen der Auffindung neuer Angriffspunkte - so genannter Targets - in Pflanzen und Schädlingen. Diese Targets sind lebensnotwendige Proteine, die in ihrer Funktion durch Wirkstoffe gehemmt werden. Mit diesen Targets sucht Bayer im Landwirtschaftszentrum Monheim unter Zuhilfenahme eines Hochdurchsatz-Screenings in einer Substanzbibliothek von derzeit rund einer Million chemischer Verbindungen nach Erfolg versprechenden Wirkstoffen für neue innovative Pflanzenschutzmittel.

Der Weg bis zu einem Handelsprodukt ist weit. Acht bis zehn Jahre dauert die Entwicklung eines neuen Wirkstoffes von der Entdeckung bis zur Zulassung durch die Behörden. Die Biotechnologie-Projekte stellen einen essenziellen Teil der neuen Technologieplattform in der Pflanzenschutzforschung der Bayer AG dar. Die Forscher sind überzeugt, mit ihrer Forschungsstrategie eine hervorragende Basis für die erfolgreiche Wirkstoffsuche gelegt zu haben.

Der Bayer-Geschäftsbereich Pflanzenschutz gehört weltweit mit einem Umsatz von 2,7 Millarden Euro (2001) zu den führenden Anbietern von Pflanzenschutzmitteln. Exelixis, Inc., South San Francisco, California, ist die führende biopharmazeutische Firma für genetische Modellsysteme. Sie hat sich besonders auf die Identifikation und Validierung neuer Targets und Proteine für die Bereiche Pharma und Pflanzenschutz spezialisiert.

BayNews Redaktion | BayNews Mail Service

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Im Focus: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...