Unsere Pflanzen

Nicotiana Benthamiana

N. Benthamiana ist eine krautige Pflanzenart der Nachtschattengewächse in Australien beheimatete Familie. Es handelt sich um eine halotetraploide Spezies (2N=4X=38, 3,13 Gb), die das Ergebnis einer alten Hybridisierung vor etwa 10 Mio N. sylvestris und N. tomentosiformis.  Heutzutage N. Benthamiana ist die bevorzugte Pflanzenart für Molecular Farming, da sie sich besonders gut zur Herstellung rekombinanter Proteine im Biocontainment eignet. Das ist due auf seine Freizügigkeit für die Vermehrung von transienten Expressionsvektoren und die hohe Akkumulation rekombinanter Produkte, wie kürzlich im Fall von ZMapp hervorgehoben wurde, einem Antikörpercocktail, der während des Ebola-Ausbruchs 2015 verwendet wurde.

Ein wesentlicher Faktor in N. Benthamianas Der Erfolg besteht darin, dass die für Molecular Farming verwendete Akzession eine natürliche Insertion in das RNA-abhängige RNA-Polymerase-1-Gen, Rdr1, enthält, was zu einem reduzierten Gen-Silencing führt. Dies ist ein hervorragendes Beispiel dafür, wie ein bestimmtes Merkmal von N. Benthamiana kann genutzt werden, um den Wirt als Expressions-Chassis zu verbessern und liefert eine ausgezeichnete Begründung für das Newcotiana-Projekt.

Nicotiana tabacum

Kultivierter Tabak ist eine einjährig angebaute krautige Pflanze aus der Familie der Nachtschattengewächse. N. tabacum ist eine allotetraploide Pflanze (2N=4X=48, 5,06 Gb), die aus der interspezifischen Hybridisierung von N. sylvestris und N. tomentosiformis Vorfahren vor etwa 0,2 Millionen Jahren.

Die Geschichte des Tabakanbaus in Europa reicht bis ins 16. Jahrhundert zurück und konzentrierte sich zunächst auf seine dekorativen und medizinischen Eigenschaften, und erst im 20. Jahrhundert wurde der Anbau auf das Rauchen ausgedehnt. Der traditionelle Tabakanbau ist in Europa rückläufig, hauptsächlich aufgrund des geringeren Konsums von Rauchtabak und verwandten Produkten. Von 1989 bis 2014 ging die Tabakproduktion der EU-15 um 70% zurück. Bis 2007 wurde der Anbau in drei Mitgliedstaaten (Österreich, Belgien und Zypern) vollständig eingestellt. Der Trend hat sich in den letzten Jahren fortgesetzt, und der durchschnittliche Rückgang der gesamten Anbaufläche in der EU im Zeitraum 2006-2014 beträgt 11%, wobei einige Länder wie Griechenland 22% und Bulgarien 36% besonders betroffen sind. Tabak wird derzeit in 12 EU-Ländern angebaut; die Hauptproduzenten sind Italien, Bulgarien, Griechenland, Spanien und Polen, auf die etwa 851 TP1 t der gesamten Anbaufläche in der EU entfallen. Im Jahr 2014 umfasste der Tabakanbau in der EU knapp 90.886 ha und umfasste 54.470 spezialisierte Produzenten, die hauptsächlich in armen ländlichen Gebieten ansässig sind, was den Rückgang zu einem Problem mit sozialen Auswirkungen macht. In der Vergangenheit wurden Anstrengungen unternommen, alternative Verwendungen für Tabak zu finden, hauptsächlich basierend auf seiner Verwendung als Bioenergiepflanze in Kombination mit der Aufwertung endogener Produkte, aber bisher waren diese Ansätze kommerziell nicht tragfähig. Die Aussichten haben sich mit dem jüngsten Rückgang der Preise für fossile Brennstoffe verschlechtert. Daher hat die Züchtung einer wettbewerbsfähigen „Newcotiana“-Biofabrik für hochwertige Nichtraucherprodukte, die dazu beiträgt, Arbeitsplätze in traditionellen Tabakanbaugebieten zu erhalten, starke soziale Auswirkungen.

Tabak ist derzeit aus mehreren Gründen eines der am besten geeigneten "Chassis", um als breite Molecular Farming-Plattform verwendet zu werden, darunter: (i) hohe metabolische Vielseitigkeit; (ii) einfache Kultivierung und hoher Ertrag; (iii) Verfügbarkeit genetischer Werkzeuge für die Manipulation von Merkmalen; (iv) Zugänglichkeit für neue Pflanzenzüchtungstechniken (siehe unten);  (v) Non-Food-Status, der die Möglichkeit einer Kontamination der Lebensmittelversorgung mit industriell gekennzeichneten Produkten minimiert; (vi) vernachlässigbare Risiken einer Auskreuzung mit einheimischen wildlebenden Verwandten in der EU.