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Gentechnisch veränderte Pflanzen: Insektengiftig durch den RNAi-Wirkmechanismus
Um Pflanzenschädlinge zu bekämpfen, können Pflanzen durch den Einsatz Neuer Gentechniken mit dem RNAi (RNA-Interferenz)-Wirkmechanismus ausgestattet werden. Das Vorbild sind natürliche RNA-Interferenzen, die die Genaktivität in Pflanzen und Tieren regeln. In diesem Fall wird eine DNA-Sequenz gentechnisch so verändert, dass sie eine bestimmte miRNA (micro RNA) herstellt, die giftig für einen Schädling ist, zum Beispiel eine blattfressende Raupe. Frisst die Raupe an dieser Pflanze, so nimmt sie die miRNA mit auf. Die spezielle miRNA kann dann in den Raupenzellen in die Genregulation eingreifen und die Produktion essentieller Stoffe vermindern oder ganz blockieren. Der Schädling stirbt infolgedessen ab. Den Mechanismus nennt man RNA-Interferenz.
Der Einsatz von miRNA gegen Schädlinge hat auch Risiken für z.B. andere Insekten, die keine Schädlinge sind, sogenannte Nicht-Zielorganismen. Nehmen Nicht-Zielorganismen, die auf der gleichen Pflanze leben, die miRNA auf, kann diese auch bei ihnen den RNAi-Mechanismus auslösen und ihre Genregulation stören. Das funktioniert vor allem dann, wenn sich die mRNA von Schädlingen und Nicht-Schädlingen, an die die miRNA binden soll, ähnlich sind.
Quellen und weiterführende Publikationen:
Bohle et al. 2024: Where does the EU-path on new genomic techniques lead us? https://doi.org/10.3389/fgeed.2024.1377117
Haller et al. 2019: Responses of two ladybird beetle species (Coleoptera: Coccinellidae) to dietary RNAi), https://doi.org/10.1002/ps.5370
De Schutter et al. 2022: RNAi-Based Biocontrol Products: Market Status, Regulatory Aspects, and Risk Assessment, https://doi.org/10.3389/finsc.2021.818037
Auswirkungen einer gentechnisch veränderten RNAi-Pflanze auf Nicht-Zielorganismen
Eine Pflanze wurde gentechnisch so verändert, dass sie eine bestimmte miRNA produziert, die giftig für einen Schädling (Zielorganismus) ist. Auf und von der Pflanze leben noch viele andere Insektenarten (Nicht-Zielorganismen), die direkt oder indirekt beeinträchtigt sein können. Saugen zum Beispiel Blattläuse an der Pflanze, muss die miRNA für sie nicht giftig sein, aber sie nehmen die miRNA auf und reichern sie unter Umständen an. Werden diese Blattläuse dann von Marienkäfern gefressen, kann die miRNA auch auf sie übertragen werden. Und für den Marienkäfer könnte die miRNA giftig sein. Ob das tatsächlich der Fall ist, hängt von verschiedenen Faktoren ab, u.a. von der aufgenommenen Menge an miRNA und wie ähnlich das Erbguts von Schädling und Nicht-Zielorganismus sind.
Quellen und weiterführende Publikationen:
Bohle et al. 2024: Where does the EU-path on new genomic techniques lead us? https://doi.org/10.3389/fgeed.2024.1377117
Haller et al. 2019: Responses of two ladybird beetle species (Coleoptera: Coccinellidae) to dietary RNAi), https://doi.org/10.1002/ps.5370
De Schutter et al. 2022: RNAi-Based Biocontrol Products: Market Status, Regulatory Aspects, and Risk Assessment, https://doi.org/10.3389/finsc.2021.818037