Flavr Savr

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Flavr Savr

  1. 1. Die quot;Flavr Savrquot; Tomate & Gene-silencing
  2. 2. Flavr Savr • erstes gentechnisch verändertes Gemüse • entwickelt 1988 von Calgene Inc. (USA) • Paradebeispiel zu Sicherheitstests für Genfood • 1994 auf dem Markt • 1997 Produktion eingestellt quot;Anti-Matsch Tomatequot; - Reifungsprozeß unterbrochen Smith CJS et al. (1988) Antisense RNA inhibition of polygalacturonase gene expression in transgenic tomatoes. Nature 334:724-726. Sheey RE et al. (1988) Reduction of polygalacturonase activity in tomato fruit by antisense RNA. PNAS 85: 8805-8809.
  3. 3. Wieso Flav(ou)r Sav(ou)r Tomaten? Flavr Savr Normale Markt (1993) längere Reifung 8 Mt (verarbeitet) = 0,5 Mt (frisch) besserer Geschmack 4 Milliarden US$/J
  4. 4. ...reife Tomaten Ethylen Polygalacturonase Abbau von Pektin
  5. 5. Polygalacturonase inaktivieren Polygalacturonase (PG) (Tomate) PG mRNA Anti-Sense RNA • Abbau der PG mRNA • PG-level = 6% A. tumefaciens - Binärer Vektor
  6. 6. Umfangreiche Sicherheitstests 1.) FDA (Food & Drug Administration): Kan-Resistenz ist unbedenklich 2.) Inhaltsstoffe unverändert • Vitamine • Proteine • Mineralstoffe • Toxine (Solanin, Tomatin)
  7. 7. Warum so wenig erfolgreich? Business-Träumereien wissenschaftliche Realität • nicht schadensfrei transportfähig (unrentabel) • Tomatensorte hat: wenig Geschmack geringen Ertrag geringe Resistenz • Anti-GM-Food Proteste 1995-1997: Calgene von Monsanto (USA) aufgekauft Anti-Sense Konstrukt in höherwertige Sorten einbringen
  8. 8. GM-Tomaten in Großbrittannien Zeneca (Syngenta): Tomaten mit verzögerter Reifung • Tomatenpüree mit hoher Viskosität (kein Erhitzen nötig) • eindeutig gelabelt • sehr populär (60% Marktanteil) • 1996-1999 am Markt
  9. 9. 60 Tage Alternative Ansätze Ethylen-Synthese blockieren Methionin Antisense ACC-Synthase 78 Tage quot;Co-Suppressionquot; S-Adenosyl-Methionin quot;Antisensequot; ACC-Synthase 1-Amino-Cyclopropan-1-Carboxylsäure (ACC) Antisense ACC-Synthase 78 Tage (+ Ethylen) Ethylen DNA Plant Technology Corp. (USA) - quot;Endless Summerquot; (1995)
  10. 10. Der Mechanismus hinter Flavr Savr: quot;Silencingquot; • Produktion von Anti-Sense RNA • Sense-mRNA in der Zelle abgebaut • Expression von Transgenen in Pflanzen (starke, konstitutive Promotoren) • keine Expression des Transgens 1990 • endogenes Gen supprimiert
  11. 11. Gene-Silencing Post-transcriptional gene silencing (PTGS) Transcriptional gene silencing (TGS) (Co-suppression; RNAi) 1994
  12. 12. Produktion von dsRNA (1998) • Transkription durch IR • gegenläufige Transkription (sense-antisense) • RNA-abhängige RNA-Polymerase (cRNA)
  13. 13. Welche Faktoren/Signale sind involviert? 1 3 4 2 quot;Dicerquot;: RNaseIII
  14. 14. Wozu Gene-silencing? TGS Inaktivierung von Retroviren, Retrotransposons und DNA-Transposons • Methylierung: Transkriptionelle Inaktivierung PTGS Abwehr von Pflanzenviren • 90% ssRNA-Viren • dsRNA bei Replikation • Abbau des Templates für Replikation & Translation • Systemisches Signal
  15. 15. Transport viraler RNA durch Plasmodesmata
  16. 16. Virale Suppressoren des Silencing • HC-Pro (helper component-proteinase) Tobacco etch potyvirus quot;maintenancequot; supprimiert - keine 25 nt dsRNA produziert - Methylierung geht z.T. verloren - Reaktivierung von gesilencten Genen • 2b Protein Cucumber mosaic virus (CMV) quot;Initiationquot; supprimiert • p25 Protein Potato virus X (PVX) quot;systemisches Signalquot; supprimiert - 3 Movement-Proteine: p8, p12, p25
  17. 17. Wie quot;silencequot; ich ein Gen? dsRNA Agrobacterium tumefaciens • sense & antisense, >300 bp • splicebares Intron zwischen sense & antisense • Vorraussetzung: transformierbare Pflanze VIGS (Virus-induced gene silencing) • Potato virus X (PVX), Tobacco rattle virus (TRV) • Vorraussetzung: Wirtsspezifität
  18. 18. Methodische Ansätze zum Gene-Silencing • Expression von Transgenen - Induzierbare Expression - Verwendung von Suppressoren • Gezielte Suppression von Genen - quot;knock-outquot;-Phänotyp - Virus-Resistenz
  19. 19. nächste Woche: quot;Advanced Backcross Breedingquot;

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