Etablierung eines Transformationssystems für die Arzneipflanze Hypericum perforatum L.

Das Tüpfel-Johanniskraut (Hypericum perforatum) ist eine schon seit der Antike bekannte Heilpflanze mit vielfältigen pharmakologischen Eigenschaften. Seine Extrakte sind heute fester Bestandteil der Behandlung leichter bis mittelschwerer Depressionen. Als Hauptwirkstoff gilt das mehrfach prenylierte bizyklische Acylphloroglucinol-Derivat Hyperforin, dessen Biosynthese noch weitgehend ungeklärt ist. Bislang sind lediglich die Synthese des Grundgerüsts und die erste der darauffolgenden Prenylierungsreaktionen biochemisch aufgeklärt. Die Bildung des Grundgerüsts Phlorisobutyrophenon geschieht unter Kondensation von Acetyl-Einheiten aus Malonyl-CoA an das Startersubstrat Isobutyryl-CoA unter Katalyse der Isobutyrophenon-Synthase. Mit Hilfe der Gentechnik soll die Biosynthese manipuliert und somit die Bildung Hyperforin-ähnlicher Substanzen erreicht werden. Für die Transformation des Johanniskrauts wurden verschiedene Methoden herangezogen. Zunächst wurde der Agrobacterium tumefaciens-vermittelte Gentransfer eingesetzt. Neben unterschiedlichen Variationen der Blattscheibentransformation erfolgte auch die Infiltration intakter Blätter. Trotz vieler Modifikationen der Kulturbedingungen und des Einsatzes unterschiedlicher Ausgangsmaterialien gelang keine Transformation mit Agrobakterien. Es konnte gezeigt werden, dass Hypericum-Extrakte hemmend auf die gram-negativen Bakterien wirken. Da auch die Transformation von Protoplasten nicht zur Expression führte, erfolgte der Beschuss von Pflanzenmaterial mittels Partikelkanone. Die Expression eines Fusionsgens aus BPS und GFP konnte im Cytoplasma von Tabak-Blättern dargestellt werden. In Zellen einer Suspensionskultur der Hypericum-Varietät Helos gelang reproduzierbar die transiente Expression eines GFP-PTS1-Konstrukts in den Peroxisomen. Zudem konnten aus untransformierten Zellen dieser Kultur intakte Sprosse regeneriert werden.