Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Netzwerkanalyse hilft beim Verständnis der Pflanzenentwicklung

23.03.2005


Unveränderter Typ der Ackerschmalwand, Arabidopsis thaliana (links). Sobald die natürliche Funktion der Ovate Protein-Familie gestört wird, unterscheidet sich das Pflanzenwachstum deutlich (rechts). Bild: Joachim Uhrig, Max-Planck-Institut für Züchtungsforschung


Netzwerk der Homöodomänen-Proteinfamilie. Bild: Joachim Uhrig, Max-Planck-Institut für Züchtungsforschung


Wissenschaftler vom Kölner Max-Planck-Institut für Züchtungsforschung entwickeln neues Verfahren, das die Einordnung unbekannter Proteinfamilien vereinfacht.


Wie sind Homöodomänen-Proteine, die in allen mehrzelligen Lebewesen, von niederen Pflanzen über die Fruchtfliege bis zum Menschen, für grundlegende Entwicklungsprozesse essenziell sind, eingebunden in das komplexe Netzwerk der Pflanzenzelle? Das untersuchte jetzt erstmals eine Forschergruppe um Joachim Uhrig vom Kölner Max-Planck-Institut für Züchtungsforschung. Dazu entwickelte das Team ein neues generelles Verfahren, um Protein-Kontakte von Pflanzenproteinen zu analysieren. Die Netzwerkanalyse der Proteininteraktionen kann nun beim weiteren Verständnis der Pflanzenentwicklung helfen. (PNAS, 21. März, 2005)

"Netzwerke sind immer und überall. Das Internet, die Ausbreitung von Seuchen oder auch die funktionelle Verknüpfung von Genen und Proteinen in lebenden Zellen basieren auf den gleichen Prinzipien", erklärt Joachim Uhrig.


Uhrig und sein Team interessierten sich nun für die in komplexen Netzwerken interagierenden Moleküle von lebenden Pflanzenzellen, auf der ihre Organisation entscheidend basiert. "Proteine in Zellen funktionieren meist nicht für sich alleine, sondern sind in einem komplexen Geflecht von Protein-Interaktionen miteinander verbunden. Viele dieser komplexen Systeme können wir mit Methoden der Netzwerktheorie beschreiben", erklärt Uhrig.

Die Kölner Pflanzenforscher haben die Netzwerktheorie nun auf experimentell identifizierte Proteininteraktionen der Proteinfamilie der pflanzlichen Homöodomänen-Proteine angewendet.

Fehlfunktionen dieser Proteine in der Zelle führen häufig zu dramatischen Missbildungen in der Organentwicklung, nicht nur bei Pflanzen, sondern bei allen mehrzelligen Organismen bis hin zum Menschen.

Die Wissenschaftler gingen nun der Frage nach, wie diese Proteine in das zelluläre Netzwerk eingebunden sind. Dabei stießen sie auf die Interaktion der Homöodomänen-Proteinfamilie mit der Ovate-Proteinfamilie, einer pflanzlichen Proteinfamilie, die bis dahin noch nicht charakterisiert war.

Aus ihren theoretischen Netzwerkdaten zogen die Wissenschaftler den Schluss, dass die Ovate-Proteinfamilie eine zentrale Rolle für die Regulation pflanzlicher Entwicklung spielen sollte. Im Experiment bestätigten die Forscher anschließend ihre Annahme: Nach Ausschalten verschiedener Gene der Ovate-Familie waren die Pflanzen in frühen Entwicklungsstadien beeinträchtigt und nicht lebensfähig. Weitere Experimente unterstrichen eine fundamentale Bedeutung der Ovate-Proteine für die Entwicklung verschiedenster Pflanzenorgane (Blatt, Spross, Blüte) und legen einen entwicklungsgeschichtlich sehr alten funktionellen Zusammenhang zwischen Homöodomänen-Proteinen und Ovate-Proteinen nahe.

Die Entdeckung der Kölner Wissenschaftler stellt in der Pflanzenbiologie ein erstes erfolgreiches Beispiel dar für die neue Denkweise, über die Netzwerktheorie zu experimentell überprüfbaren Hypothesen und damit auch zum Verständnis neuer funktioneller Zusammenhänge zu gelangen. Nachdem die ersten Pflanzengenome der Modellpflanze Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) und der wichtigen Nutzpflanze Reis entschlüsselt sind, kann dieses Konzept den Pflanzenbiologen bei Ihrer Mammut-Aufgabe helfen, die überwältigenden Datenmengen aus Genomanalysen besser zu verstehen und nutzbar zu machen.

Dr. Joachim Uhrig | Max-Planck-Institut
Weitere Informationen:
http://www.mpiz-koeln.mpg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Ionen gegen Herzrhythmusstörungen – Nicht-invasive Alternative zu Katheter-Eingriff
20.01.2017 | GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH

nachricht Leibwächter im Darm mit chemischer Waffe
20.01.2017 | Max-Planck-Institut für chemische Ökologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Im Focus: Traffic jam in empty space

New success for Konstanz physicists in studying the quantum vacuum

An important step towards a completely new experimental access to quantum physics has been made at University of Konstanz. The team of scientists headed by...

Im Focus: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Im Focus: Wie Darmbakterien krank machen

HZI-Forscher entschlüsseln Infektionsmechanismen von Yersinien und Immunantworten des Wirts

Yersinien verursachen schwere Darminfektionen. Um ihre Infektionsmechanismen besser zu verstehen, werden Studien mit dem Modellorganismus Yersinia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

21.500 Euro für eine grüne Zukunft – Unserer Umwelt zuliebe

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

innovations-report im Interview mit Rolf-Dieter Lafrenz, Gründer und Geschäftsführer der Hamburger Start ups Cargonexx

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

Niederlande: Intelligente Lösungen für Bahn und Stahlindustrie werden gefördert

20.01.2017 | Förderungen Preise