Pflanzenöle: Gesündere Fettsäuren durch Genome Editing

Bei vielen ölhaltigen Pflanzenarten wird an der Veränderung der Fettsäuremuster gearbeitet, zum Beispiel bei Soja, Raps und Leindotter. Ziele sind eine Steigerung des Gesundheitswerts sowie verbesserte technologische Eigenschaften. Bisher wurden dazu vor allem die klassische Gentechnik genutzt. Doch das ändert sich: Mit den neuen Verfahren des Genome Editings kommt man einfacher und präziser zum Ziel. In den USA und einigen anderen Ländern fallen solche Pflanzen nicht unter die Gentechnik-Gesetze.

Fettsäuren werden nach ihrem chemischen Aufbau in gesättigte, einfach ungesättigte und mehrfach ungesättigte Fettsäuren unterteilt. Während tierische Fette in Fleisch, Wurst und Milchprodukten hauptsächlich gesättigte Fettsäuren enthalten, liefern pflanzliche Öle vorwiegend einfach oder mehrfach ungesättigte Fettsäuren.

• Gesättigte Fettsäuren gelten als gesundheitlich weniger wertvoll als ungesättigte Fettsäuren.
• Einfach ungesättigte Fettsäuren sind leichter zu verdauen als gesättigte Fettsäuren und haben keinen nachteiligen Einfluss auf die Blutfettwerte. Sie sind Hauptbestandteil etwa von Raps- und Olivenöl.
• Mehrfach ungesättigte Fettsäuren sind essenzielle Fettsäuren, die der Körper nicht bilden kann und die deshalb mit der Nahrung aufgenommen werden müssen. Diesen Fettsäuren - insbesondere Omega-3-Fettsäuren - wird eine vorbeugende Wirkung bei Herz-Kreislauferkrankungen zugeschrieben. In den Industriestaaten sind viele Menschen unzureichend mit Omega-3-Fettsäuren versorgt.
• Trans-Fettsäuren sind ungesättigte Fettsäuren mit einer geradkettigen chemischen Struktur. Sie kommen natürlicherweise in Milch und tierischen Fetten (Fleisch) vor. Mehrfach ungesättigte Fettsäuren können bei hohen Temperaturen - etwa beim Braten oder Frittieren - in Trans-Fettsäuren umgewandelt werden. Auch bei der Fetthärtung, bei der pflanzliche Öle in streichfähige Fette überführt werden, können Trans-Fettsäuren entstehen. Sie gelten als gesundheitsschädigend, da sie zu einem Anstieg von LDL-Cholesterin führen können. Deshalb wird geraten, zum Braten, Backen oder zur Fetthärtung Öle zu verwenden, die einen hohen Anteil einfach ungesättigter Fettsäuren aufweisen - aus ihnen können keine Trans-Fettsäuren entstehen. In den USA und Kanada sind Trans-Fettsäuren in Lebensmitteln verboten, in der EU gibt es dafür zulässige Höchstwerte.

Gesündere Fette: Anreicherung mit Omega-3-Fettsäuren

Pflanzenzüchter und Agro-Unternehmen arbeiten schon länger daran, die Fettsäurezusammensetzung und den Ölgehalt verschiedener Pflanzen zu verbessern. Ein Ziel ist zum Beispiel, Pflanzenöle mit bestimmten Omega-3-Fettsäuren anzureichern. Hierfür wurden bisher mit klassischen Gentechnik-Methoden Gene aus anderen Organismen wie Hefen oder Meeresalgen in Pflanzen wie Sojabohne und Raps übertragen. Einige dieser gv-Pflanzen sind schon seit Jahren in den USA auf dem Markt.

Auch bei Leindotter wurde so der Gehalt an Omega-3-Fettsäuren erhöht: Die Pflanzen bilden im Durchschnitt 20 Prozent DHA (Docosahexaensäure und EPA (Eicosapentaensäure) (EPA), sie wurden bereits mehrere Jahre in Freilandversuchen getestet. Die Omega-3-Fettsäuren ähneln den in Fischöl vorkommenden Ölen und sind für die Verwendung als Fischfutter in Aquakulturen und für die menschliche Ernährung vorgesehen.

Heute werden zunehmend die neuen Genome Editing-Methoden in der Züchtung eingesetzt. In den USA wurde mit Hilfe von CRISPR/Cas Leindotter entwickelt, der einen höheren Omega-3-Fettsäuregehalt aufweist. Er ist dort bereits als nicht-gentechnisch veränderter Organismus (GVO) eingestuft und darf daher ohne besondere Auflagen angebaut und vermarktet werden.

Veränderte Fettsäurezusammensetzung

Ein Ziel in der Pflanzenzüchtung ist es, Ölpflanzen zu entwickeln, die weniger gesättigte Fettsäuren liefern und einen höheren Gehalt an einfach ungesättigten Fettsäuren - etwa Ölsäure - aufweisen. Dadurch sind die Öle besser für die Fetthärtung etwa für die Margarineherstellung sowie zum Braten, Backen oder Frittieren geeignet. Während Raps- oder Olivenöl hohe Gehalte an einfach ungesättigten Fettsäuren aufweisen, enthält Sojaöl große Mengen an mehrfach ungesättigten Fettsäuren, vor allem Linolsäure (Omega-6-Fettsäure).

Mit klassischen Gentechnikmethoden (Antisense-Technik) sind schon vor Jahren Sojabohnen mit erhöhtem Ölsäure-Gehalt (75 statt etwa 30 Prozent) entwickelt worden. Inzwischen stehen in den USA ähnliche Sojabohnen auf den Feldern, die nicht als „gentechnisch verändert“ gelten: Mit TALEN wurden zwei Gene (FAD2 und FAD3) ausgeschaltet und damit die Umwandlung der einfach ungesättigten Ölsäure in Linolsäure unterdrückt. Die Sojabohnen weisen einen deutlich erhöhten Ölsäure-Gehalt (80 Prozent) auf. Das gewonnene Öl ist in den USA seit 2019 auf dem Markt (Markenname Calyno).

Auch Rapsöl soll durch einen geringeren Anteil an gesättigten Fettsäuren gesünder werden. Mit Hilfe von Genome Editing wurde das Gen für ein bestimmtes Enzym ausgeschaltet, welches für die Biosynthese von gesättigten Fettsäuren verantwortlich ist. Alle anderen Charakteristika von Raps sollen erhalten bleiben.

Weltweit gibt es etliche Projekte, die sich mit der Optimierung der Fettsäurezusammensetzung bei verschiedenen Pflanzen (u.a. Leindotter, Baumwolle, Raps) beschäftigen, viele befinden sich noch in einem frühen Entwicklungsstadium. Die Gen-Schere CRISPR/Cas kommt dabei immer häufiger zum Einsatz.

FS=Fettsäure(n)

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