Neues DFG-Schwerpunktprogramm zum 'Chitosan-Code'

DFG fördert Projekte zur Entschlüsselung des "Chitosan-Codes" mit 5.4 Millionen Euro
Eine pilzliche Spore (braun) ist gekeimt und hat Infektionsstrukturen gebildet, um in ein pflanzliches Blatt eindringen zu können. Der Teil des Pilzes, der auf der Blattoberfläche wächst, enthält Chitin (grün) in seiner Zellwand, während der Teil, der im Inneren des Blattes wächst, Chitosan (rot) enthält, um sich vor dem Chitin-induzierten Immunsystem der Pflanze zu verstecken.
© NEeG

Prof. Moerschbacher forscht seit fast 25 Jahren am Institut für Biologie und Biotechnologie der Pflanzen der Universität Münster an der Entschlüsselung des Chitosan-Codes. Jetzt hat die Deutsche Forschungsgemeinschaft im Rahmen ihres Schwerpunktprogramms "CodeX" deutschlandweit 15 Projekte bewilligt, in denen sich mehr als 20 Forschungsteams diesem Thema widmen werden.

Das Projekt: Chitosane sind die vielleicht vielversprechendste Gruppe funktionaler Biopolymere, mit einem breiten Feld möglicher Anwendungen. Das Spektrum reicht von Filtern für Trink- und Abwasser über Konservierungsstoffe für Kosmetik und Lebensmittel bis hin zu biologischen Pflanzenschutzmitteln für eine nachhaltige Landwirtschaft, präbiotischem Ersatz für Antibiotika in der Tierzucht, Nanopartikeln für die gezielte Verabreichung von Wirk- und Impfstoffen sowie Wundverbänden, unter denen selbst schwere Verbrennungen narbenfrei heilen können. Ein Alleskönner? Schlangenöl des 21. Jahrhunderts? Der Verdacht liegt nahe. Und dieses Image hat die Entwicklung von Chitosan-basierten Produkten auch jahrzehntelang erschwert. Tatsächlich war es in der Vergangenheit auch so, dass Anwendungen von Chitosan, insbesondere in der Landwirtschaft und der Medizin, allzu oft wenig zuverlässig waren: mal wurden Pflanzen nach Chitosan-Behandlung resistent gegen Krankheiten, manchmal aber auch nicht; mal heilten Wunden unter Chitosan-Verbänden ab, ohne Narben zu hinterlassen, aber manchmal auch nicht. Was tun?

Die Idee: es gibt nicht nur ein Chitosan, sondern viele Chitosane, die sich in ihrer Struktur leicht unterscheiden - und unterschiedliche Chitosane haben unterschiedliche Eigenschaften und Funktionalitäten. Also muss man ihre Struktur/Funktions-Beziehungen verstehen, um für jede Anwendung gezielt das optimal geeignete Chitosan verwenden zu können. In einer Serie von europäischen und internationalen Forschungsprojekten haben Prof. Moerschbacher und seine Kolleg*innen die chemischen und biochemischen, biotechnologischen und bioanalytischen Grundlagen gelegt, um gezielt verschiedene Chitosane herstellen und untersuchen zu können. Sprich: um den Chitosan-Code knacken zu können! Jetzt ist die Zeit reif, diese gut definierten Chitosane der Zweiten und Dritten Generation breit zu streuen, um ihr Potential breit zu erforschen. Und gleichzeitig, um die natürlich in verschiedenen Organismen, wie Pilzen und Insekten, vorkommenden Chitosane zu analysieren und ihre Funktionen zu verstehen. Das kann dann vielleicht den Weg zur nächsten, Vierten Generation von Chitosanen eröffnen, natürlichen Chitosanen mit vielleicht noch unbekannten Eigenschaften und Möglichkeiten.