Es klingt ein bisschen nach Science-Fiction, was sich Wissenschafter an der Universität Texas ausgedacht haben: Ein genetisch verändertes Darmbakterium kämpft gegen Parasiten, die es auf Bienen abgesehen haben. Doch die Schlacht ist alles andere als fiktiv. Die Varroa-Milbe saugt den Bienen nicht nur das Blut (bzw. die Hämolymphe) aus, sondern überträgt auch Viren, die die Honigproduzenten zusätzlich schwächen. Deshalb sucht man nach Wegen, das Abwehrsystem der Bienen zu stärken.

Die Varroa-Milbe macht den Bienen zu schaffen.
Foto: AP/Scott Bauer

Virenabwehr durch RNA-Interferenz

Als erfolgreich hat sich dabei eine Methode herausgestellt, die unter dem Namen RNA-Interferenz bekannt ist. RNA ist gleichsam die "kleine Schwester" der DNA. Sie hat in der Zelle viele Funktionen. Unter anderem legt sie Kopien der DNA an und ermöglicht damit die Herstellung von Proteinen. Bei der RNA-Interferenz binden kleine RNA-Bruchstücke an diese Kopien und unterbinden die Proteinsynthese und damit die Aktivität bestimmter Gene.

Für Viren, die sich vermehren, indem sie ihre Erbinformation in die Zellen des Wirtes einschleusen, stellen die RNA-Interferenz-Mechanismen ein Problem dar. Besonders Pflanzen und auch einige wirbellose Tiere nutzen dies zur Abwehr von Krankheitserregern. Sie produzieren entsprechende RNA-Bruchstücke, die sich an die Viren-RNA heften und somit deren Vervielfältigung verhindern.

Darmbakterium produziert Anti-Virus-Mittel

In früheren Experimenten wurde bereits gezeigt, dass man Bienen vor Viren schützen kann, indem man sie mit RNA-Fragmenten gegen das Virusgenom füttert. In der neuen Studie, die im Wissenschaftsjournal "Science" veröffentlicht wurde, ließ man die RNA-Stücke stattdessen durch ein Bakterium im Darm der Bienen produzieren. Dadurch kann auch ohne ständiges Nachfüttern ein anhaltender Schutz gewährleistet werden. Darüber hinaus werden die Darmbakterien im Bienenstock zwischen den Tieren übertragen.

Die Forscher brachten die Bakterien dazu, diese spezifischen RNA-Bruchstücke zu produzieren, indem sie die Erbsubstanz des Einzellers um ein entsprechendes Gen ergänzten. Die Bruchstücke verteilten sich im Körper der Biene und halfen tatsächlich, eine Virusinfektion erfolgreich abzuwehren.

Honigbienen auf einer Brutwabe. Darmbakterien werden im Bienenstock weitergegeben.
Foto: DPA/Caroline Seidel

Im nächsten Schritt gingen sie gegen die Varroa-Milbe selbst vor. Das Bakterium bekam nun Gene, die RNA-Bruchstücke gegen lebenswichtige Gene der Milbe herstellten, aber der Biene nicht schaden konnten. In der Tat starben Milben, die auf Bienen mit diesen Darmbakterien saßen, schneller ab als üblich. Weitere Tests sollen nun die Immunität weiter verbessern und offene Fragen zur Verteilung der Bakterien im Bienenstock klären, bei denen es insbesondere auch um die biologische Sicherheit geht. (Friederike Schlumm, 11.3.2020)