Stress als Motivation für Giftproduktion

Die lebenden Chemiefabriken stellen nämlich nicht ununterbrochen Mykotoxine her, sondern schalten die dafür zuständigen Gene nur unter bestimmten Bedingungen an. Wann es soweit ist, können die Forscher mithilfe molekularbiologischer Methoden erkennen - und zwar schon zwei Tage, bevor der Pilz tatsächlich Gift produziert. "So können wir herausfinden, was die Synthese von Mykotoxinen ankurbelt und was sie hemmt", erläutert Geisen. Demnach scheinen die Organismen ihre Giftmaschinerie vor allem in Stresssituationen anzuwerfen. Manche der Gattung Penicillium siedeln sich auf salzigen Lebensmitteln wie Käse- oder Schinkensorten an. Das aber ist für Lebewesen eigentlich keine günstige Umgebung, weil hohe Salzkonzentrationen den Wasserhaushalt von Zellen stören. Um diese Herausforderung zu meistern, setzen die Schimmelpilze offenbar auf Ochratoxin. "Die Substanz hilft ihnen wahrscheinlich, die im Salz enthaltenen Chlorid-Ionen aus den Zellen zu schaffen", sagt Geisen.

Auch in anderen ungünstigen Situationen scheinen die Pilze von ihren Giften zu profitieren. Das aber kann etwa beim Lagern von Obst oder Gemüse zum Problem werden. Denn in Kühlschränken oder Lagerhäusern herrschen oft Bedingungen, bei denen Schimmelpilze nur noch so eben wachsen können. Gerade dann aber ist der Stress für die Organismen besonders groß - und damit auch die Motivation für eine besonders kräftige Giftproduktion. Da hilft nur eins: Die Ware besser trocknen und trotz des höheren Energieverbrauchs den Kühlschrank auf niedrigere Temperatur stellen. Erst wenn es für die Pilze so ungemütlich wird, dass sie ihr Wachstum komplett einstellen, kommt auch die körpereigenen Giftfabriken zum Erliegen.

Schimmelpilze besitzen eine innere Uhr

Außer auf Temperatur und Feuchtigkeit reagieren Schimmelpilze auch auf Licht. Sie nehmen den Wechsel zwischen Helligkeit und Dunkelheit wahr, so dass sie ihre Aktivitäten auf bestimmte Tageszeiten beschränken können. Die Karlsruher Forscher haben herausgefunden, dass diese innere Uhr auch die Bildung von Mykotoxinen steuert. So kurbeln Vertreter der Gattung Penicillium nachts ihre Ochratoxin-Produktion an und fahren sie tagsüber zurück. "Das liegt daran, dass die Substanzen unter speziellen Licht-Bedingungen für den Pilz schädlich sind", sagt Geisen. In einer eigens entwickelten Untersuchungsbox haben er und seine Kollegen die kleinen Gift-Produzenten mit verschiedenen Wellenlängen bestrahlt. Vor allem die Kombination von Ochratoxin und kurzwelligem, blauem Licht vertrugen die Organismen schlecht: Sie drosselten ihre Giftproduktion und bauten die vorhandene Substanz in ihren Zellen bis auf weniger kritische Mengen ab. "Mit der richtigen Kombination von Wellenlängen kann man die Toxinproduktion ganz stoppen", sagt Geisen.

Ist das Licht intensiv genug, hören die Pilze auf zu wachsen. Mit der Lichttherapie haben die Forscher die Oberfläche von Orangen fast pilzfrei gehalten, während sich die unbehandelten Kontrollfrüchte in dicke Schimmelschichten hüllten. Dieser Ansatz sei alltagstauglich. "Wir haben zur Beleuchtung energiesparende LEDs verwendet, die man problemlos in einen Kühlschrank einbauen könnte", sagt Geisen. Böse Überraschungen im Gemüsefach ließen sich so vielleicht vermeiden.