Etablierung einer Plattform zur Genomeditierung: Verringerung der Cadmium-Akkumulation in Gerste und Durum-Weizen durch De- und Refunktionalisierung von Transportprotein-kodierenden Genen als Beispiel zur Untersuchung der gesellschaftlichen Akzeptanz neuer gentechnologischer Methoden

Die in reifen Getreidekörnern vorkommenden Gehalte an Schwermetallen können - je nach Standort - von gesundheitlich bedenklicher Größenordnung sein. Arbeiten an den Modellpflanzen Arabidopsis und Reis identifizierten eine Reihe von Transportvorgängen, die den Cadmium-Transfer vom Boden ins Korn bestimmen. Diese Transportvorgänge sind nicht selektiv, so dass eine Reduktion des Cadmiumgehaltes im Korn oft mit einer geringeren Einlagerung von Mikronährstoffen, wie Zink oder Mangan, gekoppelt ist. Das Ziel dieses Projektes ist es, in Gerste mittels Genomeditierung bzw. CRISPR/Cas-Technologie Transportproteine so zu modifizieren, dass die Cadmiumanreicherung reduziert wird ohne die Einlagerung anderer Mikronährstoffe zu verringern. Anhand verfügbarer Sequenzdaten werden allelische Varianten der entsprechenden Transportergene identifiziert, um deren funktionelle Diversität für die biotechnologische Verbesserung der Kornqualität nutzbar zu machen.
Insbesondere Durumweizen akkumuliert Cadmium in erheblichen Konzentrationen. Im Laufe der Domestikation von Durumweizen wurde ein für die Cadmium-Akkumulation im Korn besonders relevantes Schwermetalltransporter-Gen mutiert und in der resultierenden dysfunktionalen Variante selektiert. Ein zentrales Ziel des Projektes ist es, die ursprüngliche Funktionalität dieses Gens in einer aktuellen Durumweizenlinie wieder herzustellen, damit aus dem Boden aufgenommenes Cadmium in den Vakuolen von Wurzelzellen sequestriert und dessen Translokation in den Spross und ins Korn auf gezielte Weise reduziert werden kann.
Da das Projekt großes Potenzial hat, der Öffentlichkeit als leicht nachvollziehbares und nützliches Beispiel zu dienen, wie modernste molekularbiologische Methoden zum gesellschaftlichen Wohl eingesetzt werden können, soll in einem sozioökonomischen Ansatz aus der Akzeptanzforschung und Moralpsychologie ein Moralatlas entwickelt und in Form einer Befragung ermittelt werden, welche Moralvorstellungen, Emotionen und Gründe ursächlich sind für die Meinung von Befragten zur grünen Gentechnologie. Durch diese Analyse soll das Verständnis verbessert werden, wie bestimmte Einstellungen in der Gesellschaft zu modernen gentechnologischen Methoden zustande kommen.