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29.10.2010

Neue Software hilft bei der Verbesserung von Lebensmitteln


Die Max-Planck-Innovation GmbH, die Technologietransfer-Organisation der Max-Planck-Gesellschaft, vergibt eine exklusive Lizenz für die Analyse-Software TagFinder an die Metabolomic Discoveries GmbH, einen Dienstleistungsanbieter der biochemischen Forschung. Die neue Technologie ist Teil eines innovativen Test-Verfahrens mit dem nahezu alle chemischen Stoffe innerhalb einer biologischen Probe gemessen und interpretiert werden können. Auf diese Weise können Prozesse in der industriellen Biotechnologie oder die Qualität von Lebensmitteln gezielt verbessert werden.

Die Qualität von biologischen Produkten wie Obst und Gemüse hängt neben den Genen stark von den internen Stoffwechselvorgängen ab. So sind Metabolite, d.h. bestimmte Stoffwechselprodukte wie Zucker, Aminosäuren, Hormone, etc., unter anderem für deren Geschmack und Nährwert verantwortlich. Metabolite sind für die Forschung in der Nahrungsmittelindustrie und Agrarwirtschaft von großem Interesse. Denn nur wer die stoffliche Zusammensetzung verschiedener pflanzlicher Erzeugnisse kennt, kann deren Qualität gezielt optimieren. Darüber hinaus spielen Metabolite eine große Rolle in der industriellen Biotechnologie. So sind sie wichtige Ausgangsstoffe von Feinchemikalien, Enzymen, Impfstoffen oder rekombinanten Proteinen, die mit Hilfe von Mikroorganismen oder Zellkulturen in Bioreaktoren hergestellt werden. Die Optimierung dieser Produktionsprozesse durch die Analyse der Stoffwechselvorgänge und Identifizierung von Engpässen erlaubt eine effizientere und schnellere Herstellung dieser Substanzen.

Die Metabolomic Discoveries GmbH hat nun die Software TagFinder, die am Max-Planck-Institut für molekulare Pflanzenphysiologie in Golm entwickelt wurde, einlizenziert. Diese Software ist Teil des neuen Verfahrens zur Metabolitenanalyse, mit deren Hilfe ein umfassender Einblick in die stoffliche Zusammensetzung von Proben, wie Obst und Gemüse, gewonnen werden kann. Im Unterschied zu herkömmlichen Methoden können dabei nicht nur einige wenige, sondern mehrere hundert Stoffwechselprodukte in einer Probe identifiziert werden. Das spart Zeit und Geld.

Identifizierung von Metaboliten

Möglich ist das durch ein mehrstufiges Verfahren, bei dem die Metabolite zunächst angereichert und anschließend getrennt werden. Im hochauflösenden Massenspektrometer werden die getrennten Metabolite dann mit Elektronen beschossen. Dadurch entsteht ein für jeden Metaboliten typisches Zerfallsmuster. Diese Muster, vergleichbar mit einem Fingerabdruck für jede Substanz, werden mit der umfangreichen Substanzdatenbank der Metabolomic Discoveries GmbH abgeglichen und somit genau identifiziert. Die lizenzierte TagFinder Software wird zur bioinformatischen Auswertung herangezogen. Sie wandelt die komplexen Datenmengen in konkrete Ergebnisse um und macht sie somit einer genauen Analyse durch erfahrene Spezialisten zugänglich. Die so gewonnenen Erkenntnisse können nun u.a. als Grundlage für die gezielte Verbesserung von Lebensmitteln dienen. So kann z.B. die Saatgutindustrie schneller diejenigen Metabolite identifizieren, die für die Widerstandsfähigkeit einer Pflanze verantwortlich sind, und diese durch entsprechende Maßnahmen erhöhen.

Mit der neuartigen Metabolitenanalyse können darüber hinaus metabolische Biomarker identifiziert werden. Biomarker können Metabolite oder Metabolitenkombinationen sein, die als Indikator für spezielle Eigenschaften dienen. Im Bereich der Pflanzenzucht wird beispielweise an metabolischen Biomarkern geforscht, die schon im Saatgut den späteren Ertrag vorhersagen. Darüber hinaus findet die Methode Anwendung in der Medizin und kann hier bei der frühen Diagnose von Prostatakrebs oder der Identifizierung von Risikogruppen für Diabetes und Herzinfarkt helfen.

Metabolomic Discoveries, deren Geschäftssitz in Potsdam ist, baut momentan ein umfassendes Patentportfolio von derartigen diagnostischen Biomarkern auf. "Lange Zeit war die Identifikation von hunderten Metaboliten in einer Probe ein Hauptproblem in der Metabolitenanalyse. Mit der Software ist es uns heute möglich, unseren Kunden eine überaus präzise und robuste Analyse von hunderten bekannter und unbekannter Stoffwechselprodukte anbieten zu können", so Dr. Nicolas Schauer, Geschäftsführer der Metabolomic Discoveries GmbH.

Quelle: idw/Max-Planck-Gesellschaft




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