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06/22/2020 15:00

Tsetse-Fliegenfalle: Biotechnologie für Afrikas Landbevölkerung

Jennifer Hohensteiner Public Relations und Kommunikation
Goethe-Universität Frankfurt am Main

    Forscher aus Frankfurt stellen in Hefen Tsetse-Lockstoff zur Eindämmung der Schlafkrankheit her

    Weil die Tsetse-Fliege die Schlafkrankheit übertragen kann, wird sie in Afrika mit Insektiziden bekämpft oder in Fallen gefangen. Biowissenschaftler der Goethe-Universität Frankfurt haben jetzt ein Verfahren entwickelt, mit dem der Lockstoff für die Fallen in einem biotechnologischen Verfahren in Hefen hergestellt werden kann. Künftig, so hoffen die Frankfurter Wissenschaftler, könnten die Lockstoffe kostengünstig vor Ort in ländlichen Gebieten Afrikas produziert werden. (Scientific Reports, DOI: 10.1038/s41598-020-66997-5)

    Südlich der Sahara kommt die Tsetse-Fliege in weiten Teilen Afrikas vor. Die Fliege ernährt sich von menschlichem und tierischem Blut. Dabei kann sie Trypanosomen übertragen, kleine einzellige Organismen, die die Fliege als Zwischenwirt nutzen und bei Mensch und Tier eine gefährliche Entzündung des Lymph- und Nervensystems auslöst. Gegen diese Schlafkrankheit gibt es keine Impfung, unbehandelt führt sie meist zum Tode. In der Landwirtschaft, insbesondere der Rinderzucht, führt die Schlafkrankheit – hier Trypanosomiasis genannt – zu großen Schäden durch krankes und verendendes Vieh.

    Neben der Verwendung von Insektiziden gegen Tsetse-Fliegen werden die Insekten in Fallen gefangen. Als Lockstoffe verwendet man unter anderem Substanzen, die auch im Rinderurin vorkommen und Tsetse-Fliegen anlocken. Über chemische Verfahren werden diese Substanzen (chemisch: 3-Ethyl-Phenol und 3-Propyl-Phenol, kurz 3-EP und 3-PP) aus Erdöl-Derivaten oder zum Beispiel aus Extrakten von Cashew-Nussschalen synthetisiert. Beide Verfahren sind aber aufwändig und für ländliche Gemeinschaften in Afrika nicht praktikabel und zu teuer.

    In einem Forschungsprojekt des LOEWE-Schwerpunktes MegaSyn ist es Molekularbiologen der Goethe-Universität jetzt gelungen, 3-EP und 3-PP in gentechnisch veränderter Bierhefe (Saccharomyces cerevisiae) herzustellen. Dabei nutzten sie einen Hefestamm, in dem sie zuvor einen neuen Stoffwechselzweig eingeführt hatten und dessen Zuckerstoffwechsel verändert wurde. Dadurch wurden die Hefen in die Lage versetzt, aus Zucker ähnlich hohe Konzentrationen von 3-EP und 3-PP herzustellen, wie sie in Rinderurin vorkommen.

    Doktorandin Julia Hitschler vom Institut für Molekulare Biowissenschaften an der Goethe-Universität erklärt: „Unsere Hefen könnten in Afrika idealerweise in Nährlösungen auf der Basis von pflanzlichen Abfallstoffen, Nahrungsmittel- oder Futterresten wachsen. Damit würde eine Produktion der Lockstoffe annähernd kostenfrei möglich. Derzeit suchen wir Partner, mit deren Hilfe wir unsere Hefen vor Ort testen und der Bevölkerung zur Verfügung stellen können.“

    Das Potenzial der neuen Hefen gehe sogar über die Tsetse-Lockstoffe hinaus, ergänzt Prof. Eckhard Boles, Leiter des Projektes. In Zukunft könnten auch andere Substanzen, die bisher aus Erdöl oder Kohle gewonnen werden, durch die neuen Hefen hergestellt werden: „Unsere Hefen könnten zur Erzeugung anderer Alkylphenole als 3-EP und 3-PP weiterentwickelt werden. Solche Alkylphenole könnten zur Produktion von Schmieröladditiven oder oberflächenaktiven Substanzen in Reinigungsmitteln genutzt werden.“
    Publikation: Julia Hitschler, Martin Grininger, Eckhard Boles: Substrate promiscuity of polyketide synthase enables production of tsetse fly attractants 3-ethylphenol and 3-propylphenol by engineering precursor supply in yeast. Scientific Reports, https://doi.org/10.1038/s41598-020-66997-5

    Informationen:
    Prof. Dr. Eckhard Boles
    Institut für Molekulare Biowissenschaften
    Goethe Universität Frankfurt
    Tel: +49 (0)69 798 29513
    e.boles@bio.uni-frankfurt.de
    http://www.bio.uni-frankfurt.de/boles

    Aktuelle Nachrichten aus Wissenschaft, Lehre und Gesellschaft in GOETHE-UNI online (www.aktuelles.uni-frankfurt.de)

    Die Goethe-Universität ist eine forschungsstarke Hochschule in der europäischen Finanzmetropole Frankfurt. 1914 mit privaten Mitteln überwiegend jüdischer Stifter gegründet, hat sie seitdem Pionierleistungen erbracht auf den Feldern der Sozial-, Gesellschafts- und Wirtschaftswissenschaften, Medizin, Quantenphysik, Hirnforschung und Arbeitsrecht. Am 1. Januar 2008 gewann sie mit der Rückkehr zu ihren historischen Wurzeln als Stiftungsuniversität ein hohes Maß an Selbstverantwortung. Heute ist sie eine der drei größten deutschen Universitäten. Zusammen mit der Technischen Universität Darmstadt und der Universität Mainz ist die Goethe-Universität Partner der länderübergreifenden strategischen Universitätsallianz Rhein-Main. www.goethe-universitaet.de

    Herausgeberin: Die Präsidentin der Goethe-Universität Redaktion: Dr. Markus Bernards, Referent für Wissenschaftskommunikation, Abteilung PR & Kommunikation, Theodor-W.-Adorno-Platz 1, 60323 Frankfurt am Main, Telefon 069 798-12498, Fax 069 798-763-12531, bernards@em.uni-frankfurt.de


    Contact for scientific information:

    Prof. Dr. Eckhard Boles
    Institut für Molekulare Biowissenschaften
    Goethe Universität Frankfurt
    Tel: +49 (0)69 798 29513
    e.boles@bio.uni-frankfurt.de
    http://www.bio.uni-frankfurt.de/boles


    Original publication:

    Julia Hitschler, Martin Grininger, Eckhard Boles: Substrate promiscuity of polyketide synthase enables production of tsetse fly attractants 3-ethylphenol and 3-propylphenol by engineering precursor supply in yeast. Scientific Reports, https://doi.org/10.1038/s41598-020-66997-5


    More information:

    https://aktuelles.uni-frankfurt.de/forschung/tsetse-fliegenfalle-biotechnologie-...


    Criteria of this press release:
    Journalists, Scientists and scholars
    Biology, Environment / ecology, Nutrition / healthcare / nursing, Zoology / agricultural and forest sciences
    transregional, national
    Research results, Scientific Publications
    German


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