Mit pflanzlichen Naturstoffen für innovativen Pflanzenschutz und menschliche Gesundheit

Mehr als 200 000 Wirkstoffe, Farb-, Geruchs- und Geschmackstoffe ermöglichen einer Pflanze Feinde abzuwehren oder Insekten zur Bestäubung anzulocken. Diese biochemischen Waffen im Repertoire einer Pflanze helfen auch den Menschen. Nämlich als Leitstrukturen neuer Medikamente. In Halle/Saale sucht das Leibniz-Institut für Pflanzenbiochemie mit seinem weltweit einzigartigen Profil eifrig nach noch unentdeckten Pflanzenstoffen, die in den Arzneimitteln der Zukunft ihre Wirkung finden können.

Halle/Berlin – Halle/Saale ist die Heimat der ältesten wissenschaftlichen Akademie in Deutschland, der 1652 gegründeten Deutschen Akademie der Naturforscher Leopoldina, heute als Deutsche Akademie der Wissenschaften bekannt. Eine traditionsreiche Einrichtung, die wichtige ist für Halle. Als Magnet für Forscher aus aller Welt wirken aber noch zahlreiche andere Einrichtungen, die die ostdeutsche Stadt zum begehrten Wissenschaftsstandort machen. Am Technologiepark weinberg campus sind sie alle vertreten, die großen Namen der deutschen Forschungsszene: Fraunhofer, Max-Planck, Helmholtz und Leibniz. Letztere sind mit fünf Einrichtungen in Sachsen-Anhalt präsent, drei davon in Halle, darunter das Institut für Pflanzenbiochemie (IPB), das innerhalb der Leibniz-Gemeinschaft den Lebenswissenschaften angehört. Der Verbund mit 86 Forschungseinrichtungen, die sich allesamt der Wissenschaft und Forschung zu gesamtgesellschaftlichen Themen widmen, ist derzeit über 14 000 Mitarbeiter stark. Am IPB sind derzeit 159  Mitarbeiter beschäftigt, davon 91 Wissenschaftler, von denen wiederrum 55 als Doktoranden tätig sind.

Nach schwieriger Wendezeit zu neuem Forschungsglanz

Die Forschungseinrichtung wurde 1958 als „Institut für Biochemie der Pflanzen“ von der Deutsche Akademie der Wissenschaften der DDR gegründet. 1992 gliederte sich das heutige IPB in die Wissenschaftslandschaft der BRD ein und wurde Teil der „Blauen Liste“. Die „Blaue Liste“ war ein 1977 ins Leben gerufener Verbund von 46 Einrichtungen. Namensgebend dafür war das blaue Papier, auf dem die Liste veröffentlicht wurde. Nach der Wende erhöhte sich die Mitgliedszahl auf 81 Forschungsstätten. 1997 erfolgte dann die Umbenennung in „Wissenschaftsgemeinschaft Gottfried Wilhelm Leibniz“. Zum Zeitpunkt der Eingliederung in die „Blaue Liste“ war das Institut in einem schlechten Zustand. Nach einer Rundumsanierung verfügt die Einrichtung heute über sehr fortschrittliche Laborausstattungen, wie z.B. das Phytotechnikum mit seinen begehbaren Phytokammern oder die neuerbauten Gewächshäuser mit vollklimatisierten Glaskammern. Alle Labore sind mit High-Tech-Apparaten ausgestattet, die höchst moderne chemische und molekularbiologische Methodiken ermöglichen. Aufgrund seines interdisziplinären Ansatzes unterhält das IPB enge Kooperationen mit der nahen Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg sowie zum Leibniz-Schwester-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) in Gatersleben. Als Geschäftsführer zeichnet seit Ende 2007 Prof. Dieter Strack verantwortlich, der auch die Abteilung Sekundärstoffwechsel leitet. 

Mit Phytohormonen gegen Herbivoren

Das Institut in Halle besteht aus den vier wissenschaftlichen Abteilungen für „Molekulare Signalverarbeitung“, „Natur- und Wirkstoffchemie“, „Stress-und Entwicklungsbiologie“ und „Sekundärstoffwechsel“. Die neue Abteilung „Molekulare Signalverarbeitung“ löst die inzwischen aufgelöste Abteilung für „Naturstoff-Biotechnologie“ ab. Seit 1. Juli steht Prof. Steffen Abel der Neugründung vor und beschäftigt sich vorranging mit dem Aufbau und der Eingliederung in die drei bereits bestehenden Abteilungen. Sein Forschungsinteresse umfasst Reaktionen von Pflanzen auf abiotische und biotische Stressfaktoren, wie Nährstoffmangel und Krankheitserreger. Die Abteilung möchte in Zukunft wie bereits in der Vergangenheit die Forschung an Jasmonaten in den Fokus rücken. Diese pflanzeneigenen organischen Verbindungen fördern beispielsweise die Knollenbildung, wirken wachstumshemmend und können Feinde durch Proteaseproduktion abwehren. Schwerpunktmäßig beschäftigen sich die Wissenschaftler u.a. mit pflanzlichen und pilzlichen Sekundärstoffen (Abteilungen „Sekundärstoffwechsel“ und „Natur- und Wirkstoffchemie“). Diese chemischen Verbindungen werden von der Pflanze in bestimmten Zelltypen produziert und helfen den Menschen z.B. bei der Senkung des Blutdrucks oder der Regulierung des Blutzuckerspiegels. In der Abteilung „Sekundärstoffwechsel“ ist besonders die Mykorrhiza, eine symbiotische Beziehung zwischen Pflanze und Pilz, im Auge der Arbeit. In der Abteilung „Stress-und Entwicklungsbiologie“ werden Bedingungen und Umweltfaktoren untersucht, die bei Pflanzen Stress verursachen und wie diese darauf reagieren. Weiter stehen molekulare Interaktionen, Genfunktionsanalysen und Metabolic Engineering im Fokus des Instituts. Verknüpft und letztendlich interpretierbar werden die Ergebnisse durch Bio- und Chemieinformatik. Die Arbeitsgruppen Biochemie und Computerchemie kümmern sich um die Auswertung gewonnener Daten und machen das System Pflanze damit lesbarer. 

Standort Halle weiter stärken

Neben dem Forschungsbeitrag, den das IPB leistet, legt das Institut auch großen Wert darauf, seine Ergebnisse einem breiteren Publikum zugänglich zu machen. Veranstaltungen wie die Teilnahme an der Langen Nacht der Wissenschaften, Tagungen und Publikationen für die Öffentlichkeit sind Teil dieser Maßnahme. Die Wissenschaftler beteiligen sich zudem aktiv am politischen Geschehen, indem sie Beratertätigkeiten zur Grünen Gentechnik wahrnehmen. Außerdem wirken sie in Gremien, die speziell den Standort Halle fördern sollen. Die Initiative weinberg campus e.v. hat dazu beigetragen dass sich der Standort, an dem auch das IPB angesiedelt ist, zum Bildungsbollwerk gemausert hat. Neben den Pflanzenbiochemikern finden sich am Weinberg u.a. auch das Umweltforschungszentrum Leipzig/Halle, das Leibniz-Institut für Agrarentwicklung in Mittel- und Osteuropa sowie zahlreiche Biotechnologieunternehmen. Junge Eliten mit Forscherdrang und innovativen Ideen sollen nach Halle kommen. Natürlich auch an das IPB. Denn die Nähe zur Wirtschaft nützt nicht nur den Firmen, sondern fördert auch den Praxisbezug in der Forschung. Dennoch muss noch viel getan werden: „Unsere Arbeit entspricht internationalen Standards. Auf der Basis der Forschungsergebnisse entwickeln unsere Partner aus der Industrie innovative Verfahren bzw. Produkte. Allerdings wird der weinberg campus in der Öffentlichkeit noch nicht ausreichend wahrgenommen. Wir müssen deshalb unsere Marketingaktivitäten bündeln, um die vielseitigen Potenziale, nicht nur des Campus, sondern auch der Stadt Halle bekannter zu machen,“ stellte Prof. Dr. Dierk Scheel vom IPB in einem Interview zum Standort fest.