Um sich vor Fressfeinden zu schützen, produzieren viele Korallen Giftstoffe. Dabei setzen sie insbesondere auf sogenannte Terpenoide – chemische Verbindungen, die ansonsten vor allem in Pflanzen vorkommen. Wie diese Substanzen in Korallen, die zu den Tieren zählen, hergestellt werden, war bislang unklar. Eine Vermutung war, dass Mikroorganismen, die mit den Korallen in Symbiose leben, für die Produktion der Terpenoide verantwortlich sind. Relevant ist diese Frage unter anderem, weil viele der Terpenoide aus Korallen als mögliche Grundlage für neue medizinische Wirkstoffe diskutiert werden. Um sie aber im Labor in ausreichender Menge nachbilden zu können, ist es wichtig, ihre natürlichen Ursprünge zu erforschen.
Selbst produziert von Korallen
Zwei Forschungsteams haben sich nun unabhängig voneinander dieser Frage gewidmet. Ein Team um Immo Burkhardt von der University of California in San Diego hat verschiedene Arten sogenannter Oktokorallen untersucht, eine Klasse weltweit verbreiteter Korallen, die anders als Steinkorallen kein festes Außenskelett haben, sondern darauf angewiesen sind, sich durch ungenießbare und giftige Stoffwechselprodukte vor Fressfeinden zu schützen. „Bei den meisten sesshaften Meerestieren werden die Abwehrstoffe von symbiontischen Bakterien produziert“, erklären Burkhardt und seine Kollegen. „Wir haben dagegen nachgewiesen, dass die Oktokorallen Terpenoide selbst herstellen, nach einem Bauplan, der in ihrem Genom festgelegt ist.“
Zu diesem Ergebnis kommt auch ein Forschungsteam um Paul Scesa von der University of Utah in Salt Lake City. Scesa und seine Kollegen fokussierten sich dabei auf eine Substanz namens Eleutherobin, die bereits in den 1990er Jahren in Korallen nachgewiesen wurde und die früheren Laborstudien zufolge das Wachstum von Krebszellen hemmt. Bislang stand von dieser Substanz allerdings nicht genügend zur Verfügung, um einen medizinischen Einsatz genauer zu erforschen, und eine Herstellung im Labor war ohne Informationen zum natürlichen Ursprung der Substanz nicht möglich.
Auf der Suche nach dem Bauplan
Während frühere Forschungsgruppen davon ausgingen, dass Bakterien das potenzielle Anti-Krebs-Medikament produzieren, suchten Scesa und sein Team den Bauplan für Eleutherobin im Genom der Korallenart Erythropodium caribaeorum, die unter anderem vor den Küsten Floridas weit verbreitet ist. Mit Hilfe moderner Methoden der DNA-Sequenzierung war es für die Forscher kein Problem, das Genom der Koralle auszulesen. Die Herausforderung lag jedoch darin, in dem Code den bislang unbekannten Bauplan der gesuchten Substanz zu identifizieren. „Es ist, als würde man im Dunkeln nach einer Antwort suchen, wenn man die Frage nicht kennt“, sagt Scesas Kollege Eric Schmidt.
