Lebensmittelverluste: Kontrolle der Fruchtreifung soll Haltbarkeit erhöhen

Der Ethylen-Signalweg wurde in den letzten zehn Jahren weltweit in verschiedenen Laboratorien aufgeklärt, die beteiligten Proteine und ihre Interaktionen sind heute bekannt. Dies ermöglicht einen gezielten Eingriff in die Signalkette des Pflanzenhormons, ohne in das Erbgut der Pflanze einzugreifen. Besonders effektiv funktioniert dies bei Tomaten, wie das Team der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf in Kooperation mit Wissenschaftlern der Radboud University Nijmegen zeigte.

Vor allem kühle Lagerungstemperaturen und eine niedrige Sauerstoffkonzentration verzögern die Fruchtreife, indem die Ethylen-Biosynthese unterdrückt wird. Jede Pflanzenzelle ist in der Lage, Ethylen wahrzunehmen. Hierfür hat sie ein spezielles Repertoire an Rezeptoren, die mit weiteren Proteinen interagieren, um die Ethylen-spezifische Fruchtreifereaktion auszulösen. Ein essentieller Interaktionspartner der Ethylen-Signalkette heißt „EIN2”. Wichtig für die Interaktion dieses Proteins mit den Rezeptoren ist ein kurzes Sequenzmotiv von nur acht Aminosäuren innerhalb der Sequenz von „EIN2”. Dieses Motiv ist so wichtig, dass es sich in den letzten 250 Millionen Jahren Entwicklungsgeschichte nicht durch Mutationen veränderte.

Haltbarkeit kann erhöht werden

Im Fachjournal Scientific Reports veröffentlichten die Wissenschaftler kürzlich, dass dieses 8-Aminosäure-Motiv eigenständig (als Peptid NOP-1) auf Tomaten aufgetragen werden kann und die Fruchtreife verzögert. Es wird vermutet, dass das Peptid in der Frucht die Bin-dungsstelle für EIN2 am Rezeptor blockiert. Hierdurch wird eine Ethylen-Antwort unterbunden und die Fruchtreife somit verzögert.

Diese Ergebnisse zeigen, wie die Haltbarkeit von Früchten grundsätzlich erhöht werden kann. Im nächsten Schritt muss ihre Anwendbarkeit im größeren Maßstab getestet werden. Ist der großtechnische Einsatz des Peptids möglich, könnten Nahrungsverluste aufgrund vorzeitiger Fruchtreife auf dem Transportweg vermieden werden. 

Quelle: Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf

Originalveröffentlichung: M.M.A. Bisson, M. Kessenbrock, L. Müller, A. Hofmann, F. Schmitz, S.M. Cristescu & G. Groth, Peptides interfering with protein protein interactions in the ethylene signaling pathway delay tomato fruit ripen-ing, Scientific Reports, 1. August 2016 DOI: 10.1038/srep30634