Germany
February 26, 2018
n February 2018, the EU-funded project NEWCOTIANA was launched. The research team of Ralph Bock from the Max Planck Institute of Molecular Plant Physiology is participating in this research and innovation action that combines several new plant breeding techniques to produce medical and cosmetic products in tobacco plants.
- Taking advantage of cutting-edge molecular breeding methodologies, researchers will develop new varieties of tobacco and its wild relative Nicotiana benthamiana to produce added-value compounds such as antibodies, vaccines and drugs in a sustainable manner.
- NEWCOTIANA is a 7.2 M€ H2020 EU project coordinated by scientists from the Institute for Plant Molecular and Cellular Biology (IBMCP) of the Spanish Research Council (CSIC) with participation of 19 industrial and academic partners from 8 European countries and Australia.
Tobacco (Nicotiana tabacum) is a crop used to produce cigarettes. With overwhelming scientific evidence that smoking is harmful, even major cigarette companies are now committed to end smoking. Tobacco plants can, however, also be used for other purposes that are clearly beneficial for health. Instead of drying the leaves to make cigarettes, researchers have found promising New Plant Breeding Techniques (short: NPBT) to turn tobacco leaves into plant factories for medical, pharmaceutical and cosmetic products. The same is true for the leaves of Nicotiana benthamiana, a dwarf tobacco relative from Australia that is especially suited for indoors production of bio-pharmaceuticals. In this way, the plant will produce vaccines, antibodies, and other health-promoting substances including anti-aging or anti-inflammatory compounds.
The cutting-edge NPBTs include the so-called CRISPR technique, also known as genome editing, which offers unprecedented opportunities for crop breeding. Other NPBTs that researchers will apply are modern forms of grafting, or infiltration for temporary gene expression.
"Our aim is to breed new varieties of tobacco that will work as biofactories with high efficiency", explains Ralph Bock, leading scientist in the project. "Using these plants as safe production platforms for molecular pharming allows us to harvest high-value medical substances from plants."
By taking advantage of NPBTs, NEWCOTIANA is expected to contribute to revive the traditional cultivation of tobacco, creating new applications that are good for health, and revitalizing rural areas in decline with high-value products in line with the European Knowledge-Based Economy.
"The consortium will carry out experiments to assess the efficiency and safety of NPBTs, providing the industry, policy makers and consumers with experimental evidence that facilitate the decision-making process on the adoption of NPBTs in Europe. " adds Diego Orzaez from CSIC, coordinator of the NEWCOTIANA project. “NEWCOTIANA's scientific aims are ambitious, and in addition to solving a number of technical issues we realize that we also need to take into account regulatory requirements and start a dialogue with stakeholders and the general public.”
The research team of Ralph Bock from the Max Planck Institute of Molecular Plant Physiology, Potsdam, Germany, will make an important contribution to NEWCOTIANA by breeding new Nicotiana species using horizontal genome transfer, a process that occurs in grafted plants and was recently discovered by the team (Fuentes, I. et al., Nature 2014).
NEWCOTIANA, which was launched in February 2018 in Brussels, is a 4.5-year project funded by the European Union’s Horizon 2020 Research and Innovation programme under grant agreement No 760331.
Tabak für die Gesundheit - Moderne Züchtungsmethoden sollen Tabak vielfältig nutzbar machen
Im Februar 2018 startet das EU-finanzierte Projekt NEWCOTIANA. Eine der Forschungsgruppen im Projekt sind Wissenschaftler um Ralph Bock, Direktor am Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie (MPI-MP). Die Wissenschaftler im Forschungsverbund NEWCOTIANA werden in den nächsten 4,5 Jahren die neuesten molekularbiologischen Züchtungsmethoden einsetzen und miteinander kombinieren, um aus Tabak und seinem wilden Verwandten Nicotiana benthamiana neue Sorten zu entwickeln, die zur nachhaltigen Produktion von Pharmazeutika und Kosmetika in der Lage sind.
NEWCOTIANA wird mit 7,2 Millionen Euro durch die EU im Rahmen des Horizon 2020-Programms gefördert. Die Wissenschaftler des Institute for Plant Molecular and Cellular Biology (IBMCP) des Spanish Research Council (CSIC) koordinieren das Projekt, dem 19 akademische und industrielle Partner aus acht Europäischen Ländern und Australien angehören.
Tabak (Nicotiana tabacum) ist eine Nutzpflanze, deren getrocknete Blätter zur Produktion von Zigaretten verwendet werden. Die wissenschaftlichen Beweise für die Schädlichkeit des Rauchens sind erdrückend. Selbst Tabakgiganten, wie Philip Morris, wollen der Raucherära mit Hilfe von Alternativprodukten nun ein Ende setzen. Tabakpflanzen können aber viel mehr als der Ausgangsstoff für die Produktion gesundheitsschädlicher Zigaretten zu sein! Wissenschaftler haben vielversprechende neue Züchtungsmethoden entdeckt, die dazu genutzt werden könnten Tabakblätter in pflanzliche Biofabriken zu verwandeln. So könnten in den Pflanzen Impfstoffe, Antikörper und andere gesundheitsfördernde Stoffe, wie Anti-Aging-Produkte oder Entzündungshemmer hergestellt werden.
Die Wissenschaftler wollen verschiedene Techniken nutzen, um Tabak in eine Biofabrik umzuwandeln. Neben modernen Formen des Pfropfens sollen weitere Methoden eingesetzt werden, wie die CRISPR-Technik, die völlig neue Möglichkeiten für die Pflanzenzüchtung eröffnet.
„Unser Ziel ist es, neue Tabaksorten zu züchten, die als hocheffiziente Biofabriken arbeiten“, erklärt Ralph Bock, führender Wissenschaftler in dem Projekt. „Die Nutzung dieser Pflanzen als sichere Produktionsstätte für das sogenannte Molecular Farming wird es uns künftig ermöglichen, hochwirksame medizinische Substanzen aus Pflanzen zu gewinnen.“
Der Einsatz der neuesten Züchtungsmethoden wird dazu beitragen, den traditionellen Tabakanbau wiederzubeleben, da im Rahmen des Projekts NEWCOTIANA eine Änderung der Tabaknutzung ermöglicht werden soll. Statt gesundheitsschädlicher Produkte könnten zukünftig der Gesundheit zuträgliche Erzeugnisse aus Tabak hergestellt werden. Dies entspricht im vollen Umfang dem Ziel der wissensbasierten Bioökonomie der EU.
„Wir werden im Rahmen von NEWCOTIANA Untersuchungen durchführen, die eine Einschätzung der Effizienz und Sicherheit der eingesetzten Züchtungsmethoden ermöglichen und werden für Industrie, politische Entscheidungsträger und Verbraucher Grundlagen liefern, um die Entscheidungsprozesse zur Einführung dieser Methoden in Europa zu unterstützen“, ergänzt Diego Orzaez vom CSIC und Koordinator des NEWCOTIANA Projekts. „Die wissenschaftlichen Ziele von NEWCOTIANA sind ambitioniert. Außerdem ist uns bewusst, dass wir verschiedenste technische Fragen klären müssen und darüber hinaus regulatorische Anforderungen beachten müssen. Wir sehen uns auch in der Verantwortung den Dialog mit Interessensvertretern und der allgemeinen Öffentlichkeit zu führen.“
Das Wissenschaftlerteam um Ralph Bock vom MPI-MP in Potsdam wird einen wichtigen Beitrag zu NEWCOTIANA leisten. Die Wissenschaftler werden mit Hilfe des horizontalen Genomtransfers neue Tabaksorten züchten. Dieser Prozess, bei dem komplette Genome von einer Art auf eine andere übertragen werden können, findet in gepfropften Pflanzen statt und wurde erst kürzlich durch das Team entdeckt (Fuentes, I. et al., Nature 2014).
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