Amöben produzieren THC und vielleicht auch bald Antibiotika

Bei D. discoidales kommt den Forschern nun die besondere Positionierung des Organismus im Bereich zwischen dem Reich der Tiere, der Pflanzen und der Pilze zugute. „Bei näherer Betrachtung der Gene ist uns aufgefallen, dass einige eine hohe Ähnlichkeit zu pflanzlichen Biosynthesegenen aufweisen“, sagt Erstautorin Christin Reimer. Sie hatte sich bereits in ihrer Doktorarbeit mit dem Thema beschäftigt.

In ihrer Arbeit beschreiben die Forschenden, wie sie als einen ersten Test des Organismus für die Biotechnologie den sekundären Pflanzenstoff Resveratrol (unter anderem in Wein und Weintrauben enthalten) durch die Amöben synthetisieren ließen – mit guten Ergebnissen.

Als Nächstes habe man die genetische Information für das pflanzliche Enzym zur Synthese der Olivetolsäure in die Amöben transferiert. Dabei habe man allerdings ein anderes Verfahren als CRISPR/Cas angewendet, sagt Hillmann. „Für die Entdeckungsarbeit haben wir ein System verwendet, bei dem die pflanzlichen Gene noch nicht fest in das Genom der Amöbe eingesetzt wurden. Dies wäre aber prinzipiell möglich und soll auch im Zuge der Optimierungen angewendet werden“, sagt er.

In den ersten Ansätzen habe man chemische Vorstufen dem Substrat zugeben müssen, um den gewünschten Naturstoff zu erhalten. Durch ein gentechnisch hybrides Enzym aus Pflanze und Amöbe ließ sich das allerdings umgehen, beschreiben die Forscher weiter. „Die Amöbe ist in der Lage, direkt vor Ort die benötigte Vorstufe, eine Hexan-Einheit, herzustellen“, sagt Hillmann.

Durch die Forschung habe man zeigen können, dass die Amöbe Dictyostelium discoidales als biotechnologische Produktionsplattform für polyketidbasierte Naturstoffe genutzt werden könne, erklärt Reimer.

Das Verfahren sei bereits zum Patent angemeldet und werde nun laufend weiter verbessert. „Unser nächstes Ziel ist es jetzt, die beiden noch fehlenden Enzyme einzufügen, um das Endprodukt THC in den Amöben herstellen zu können“, sagt Hillmann.