Neue Bioreaktoren sollen helfen, Sekundärmetabolite aus "Hairy Roots" in größerem Maßstab verfügbar zu machen.
Am Anfang stand das Bodenbakterium Agrobakterium rhizogenes. Es hat einen ausgeklügelten Weg gefunden, an seine „Lieblingsspeise“ zu kommen: Das Bakterium infiziert Pflanzenwurzeln und bringt sie dazu, Opine herzustellen, die es als Stickstoff- und Energiequelle nutzt. Damit der Nachschub nicht versiegt, löst es außerdem eine Wucherung der Wurzeln aus. Daraus entstehen die „hairy roots“, die Namenspaten des Verfahrens sind.
„hairy roots“ sind nicht nur leichter aufzuarbeiten als ganze Pflanzen, sondern produzieren auch gezielt Stoffe produzieren, die die Pflanze sonst eigentlich nicht unbedingt in großen Mengen herstellt. Jenseits der schon erwähnten Opine zählen dazu unter anderem Anthrachinone (für Farbstoffe und in der Medizin eingesetzt), Opiate, Chinin (Malariamittel) und viele andere Substanzen, die vor allem medizinisch eingesetzt werden. Hairy-Root-Zellen können in Bioreaktoren gezüchtet werden. Anders als andere pflanzliche Zellkulturen benötigen sie keine pflanzlichen Hormone, um zu wachsen und zu produzieren.
Ein Engpass besteht aber bisher bei der Kultivierung der „hairy roots“. Es gibt eine ganze Reihe unterschiedlicher Reaktorkonzepte, doch bisher ist es schwierig, die Kulturen in großem Maßstab zu nutzen.
Forscher der TU Dresden wollen nun im Rahmen der industriellen Gemeinschaftsforschung einen ganz neuen Weg beschreiten. Dabei soll die Produktion von Substanzen mit Hilfe von Hairy-Root-Kulturen mit weiteren Umwandlungsschritten kombiniert werden. Dafür möchte man einen kompartimentierten Bioreaktor nutzen. Im ersten Schritt stellen Hairy-Root-Organkomplexe Proteine her und setzen sie frei; in den folgenden Schritten werden diese zellfrei weiter modifziert.
Ziel ist es, eine Technologieplattform zu entwickeln, also ein Verfahren, dass sich für verschiedene Anwendungen anpassen lässt.