Ein internationales Wissenschaftlerteam hat das Genom des Spaltblättlings entschlüsselt. Der Spaltblättling oder das Gemeine Spaltblatt Schizophyllum commune ist ein weltweit verbreiteter Weißfäulepilz, der zur Klasse der so genannten Hutpilze gehört.
Er wächst meist auf abgebrochenen Ästen und zerfallenden Stämmen vieler verschiedener Baumarten und baut das Holz ab, Schizophyllum commune befällt manchmal aber auch lebende Bäume. Die neuen Forschungsergebnisse könnten Folgen für die Produktion erneuerbarer Energien haben, schreiben die Forscher in der Fachzeitschrift Fachzeitschrift „Nature Biotechnology“.
Das Joint Genome Institute des US-amerikanischen Energieministeriums hatte die DNA-Sequenz des Pilzgenoms erstellt und den Wissenschaftlern unter anderem von der Universität Göttingen zur weiteren Untersuchung überlassen. Die Forscher fanden in ihrer neuen Studie zunächst heraus, dass sich der Spaltblättling in der Anzahl und Art seiner Enzyme wesentlich von anderen Hutpilzen unterscheidet.
Weißfäulepilze bauen Zellulose ab
Weißfäulepilze bauen die energiereiche Lignozellulose im Holz ihrer Wirtspflanzen mithilfe von Enzymen ab. Der Pilz greift zuerst das störende Lignin an und zerlegt dann zur Nahrungsbeschaffung die Zellulose in kleinere Zuckereinheiten. Der Spaltblättling scheint für diese Aufgabe besonders gut ausgestattet zu sein: er verfügt über mehr als 360 Gene zur potenziellen Bildung wichtiger Enzyme unterschiedlicher Klassen für den Abbau der Zellulose und anderer energiereicher Kohlehydrate wie Hemizellulose und Pektin in den verholzten Zellwänden.
Andere holzabbauende Hutpilze besitzen im Vergleich dazu weniger als die Hälfte solcher Enzyme, so die Forscher. Die hohe Anzahl von Enzymen ermöglicht vermutlich eine optimale Anpassung des Spaltblättlings an viele verschiedene Hölzer und deren spezifische chemische Eigenheiten.
Ergebnisse wichtig für die Biotechnologie
Die Entschlüsselung dieses Systems im Spaltblättling könnte nach Angaben der Wissenschaftler weitreichende Folgen für die Produktion erneuerbarer Energien haben: Aus Zellulose gewonnene Zuckereinheiten können in biotechnologischen Verfahren als Rohstoff zur Herstellung von Bioethanol dienen. Erste Verfahren zur enzymatischen Produktion von Zuckereinheiten – und nachfolgend Bioethanol – sind für Lignozellulose aus leicht abbaubarem Stroh entwickelt worden.
Holzabbau-Spezialisten
Bislang gibt es aber keine biotechnologischen Systeme, um das sehr energiereiche, aber gegen Abbau sehr viel resistentere Holz effizient und in guten Ausbeuten in Zuckereinheiten zu zerlegen. Enzyme von Pilzen wie dem Spaltblättling, die durch Evolution speziell an den Abbau von Holz angepasst wurden, könnten da nach Ansicht der Forscher Abhilfe schaffen.
Wissenschaftler in der Göttinger Arbeitsgruppe von Professor
Ursula Kües und weltweit arbeiten deshalb aktiv an der Entwicklung enzymatischer Verfahren, um künftig den Kraftstoff Bioethanol kostengünstig und umweltfreundlich in großen Mengen aus dem nachwachsenden Rohstoff Lignozellulose herzustellen.
(idw – Universität Göttingen, 13.07.2010 – DLO)
