Kohlgewächse zur Nahrungsergänzung
Arabidopsis gehört zur Gattung der Kohlgewächse (Brassica). Ihr ökologischer Erfolg beruht auf dem sehr kurzen Pflanzenzyklus von nur sechs Wochen. Arabidopsis war das erste Modellsystem, das für Studien des Pflanzenreichs genotypisiert wurde. Ein weiterer offenkundiger Vorteil der Pflanze ist, dass sich morphologische Veränderungen, die den Genotypen reflektieren, leicht beobachten lassen. Partner des europäischen Projekts NATURAL wollten die natürliche genetische Vielfalt und die Anpassungsfähigkeit des Modellorganismus nutzen. Eine Gruppe von Wissenschaftlern an der Universität Wageningen untersuchte insbesondere die genetischen Möglichkeiten der Pflanze zur Produktion von Ascorbinsäure (Vitamin C) und Folat, die wichtige Bestandteile der menschlichen Ernährung sind. Es stellte sich heraus, dass an der Entstehung von Ascorbinsäure drei Genorte (quantitativ trait loci, QTL) beteiligt sind. Einer davon ist eng mit dem Gen assoziiert, das für ein Enzym der Ascorbinsäuresynthese codiert. Arabidopsis VTC2 codiert für GDP-L-galactose Phosphorylase, das letzte Enzym in der Biosynthese von Ascorbinsäure. Untersuchungen zu Folat, dem Nährstoff, der während der Schwangerschaft Neuralrohrdefekte (NTD) verhindert, konzentrierten sich auf dessen Bioverfügbarkeit. Das Anhängen von Glutamat-Molekülen an Folat erhöht die zelluläre Retention und beeinträchtigt damit dessen Bioverfügbarkeit. Assays wurden mithilfe einer neu entwickelten Flüssigkeitschromatografie-Massenspektrometrie-Methode (LC-MS) durchgeführt. Studien mit dem Antifolat Methatrexat ergaben, das an dem Prozess mindestens fünf QTL beteiligt sind. Letztendliches Ziel ist es, Gene zu finden, die für den Antifolat-Phänotyp verantwortlich sind. Als nächster Schritt soll dann der Folatgehalt der Pflanzen erhöht werden. Die Nutrigenomik ist ein Bereich der Biotechnologieindustrie, der sich schnell entwickelt und Europa zu einer Schlüsselstellung in der Biopharmazeutik und Pflanzenzucht verhelfen könnte. Insofern könnte der gewöhnliche Kohl als Lieferant genau dosierbarer und abgestimmter Konzentrationen verschiedenster Grundnährstoffe eingesetzt werden.