Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Es geht auch einfach

30.04.2007
Forscher aus dem Rheinland umgehen doppelte Befruchtung bei Blütenpflanzen und bestätigen damit eine 100 Jahre alte Hypothese des Botanikers Eduard Strasburger

Blütenpflanzen haben einen komplizierten Befruchtungsmechanismus: die doppelte Befruchtung. Hierbei entstehen ein Embryo und ein Nährgewebe, das Endosperm. Forscher des Max-Planck-Instituts für Züchtungsforschung Köln und ihre Kollegen von den Universitäten Köln, Bonn und Oslo haben nun herausgefunden, dass die doppelte Befruchtung bei sich sexuell vermehrenden Blütenpflanzen umgangen werden kann. Tatsächlich reicht eine einfache Befruchtung aus, um einen lebensfähigen Embryo zu bilden, der sich dann zu einer fruchtbaren Pflanze weiterentwickelt (Nature Online-Veröffentlichung 29. April 2007).

250.000 verschiedene Arten von Blütenpflanzen gibt es. Charakteristisch für die Blütenpflanzen - und wahrscheinlich einer der Gründe für ihre weite Verbreitung - ist die doppelte Befruchtung. Im Gegensatz zur einfachen Befruchtung, wie z. B. beim Menschen, verschmelzen bei den Blütenpflanzen jeweils zwei weibliche und zwei männliche Keimzellen. Dabei entstehen auch zwei Befruchtungsprodukte: Aus dem ersten entwickelt sich der Embryo, der zur Pflanze heranwächst, und aus dem zweiten geht ein Nährgewebe hervor, Endosperm genannt. Es ist Nahrungsquelle für den Embryo. Die Bildung des Endosperms ist einzigartig im Pflanzenreich, ihr Ursprung ist bis heute jedoch nicht geklärt.

Die Kölner Forscher um Arp Schnittger fanden einen Weg, wie sie die doppelte Befruchtung experimentell umgehen konnten und erhielten tatsächlich nach einfacher Befruchtung einen lebensfähigen Embryo, der während seiner Reifung von einem Endosperm ernährt wird, welches nun aber rein mütterlichen Ursprungs ist. Damit konnten die Wissenschaftler Beweise für eine über 100 Jahre alte Hypothese des Bonner Botanikers Eduard Strasburger erbringen. Strasburger war aufgrund mikroskopischer Beobachtungen zu der Annahme gekommen, dass sich das Endosperm ursprünglich aus dem mütterlichen Gewebe entwickelt hat, und dass das Wachstum dieses Gewebes durch die doppelte Befruchtung nur angeregt wird.

Doch welche Rolle spielt die männliche Keimzelle dann bei der Entwicklung des Endosperms, wenn man die doppelte Befruchtung einfach umgehen kann und trotzdem einen gesunden Embryo erhält? "Bei der Fortpflanzung werden zusätzliche Informationen an die Nachkommen weitergegeben, die nicht in der DNA-Sequenz "beschrieben", sondern durch strukturelle Merkmale der Chromosomen oder der DNA bedingt sind", erklärt Arp Schnittger. Diese so genannte epigenetische Information reguliert hauptsächlich das Ablesen der Gene, die Genexpression. Im Falle der doppelten Befruchtung bei Blütenpflanzen ist es insbesondere der Befehl der männlichen Keimzelle zum vermehrten Wachstum des Endosperms.

Eine besondere Art der epigentischen Regulation führt dazu, dass bestimmte Gene in den Nachkommen unterschiedlich stark exprimiert werden - je nachdem, ob eine Kopie des Gens von der Mutter oder vom Vater kommt. Dieses Phänomen wird als Imprinting bezeichnet und existiert nicht nur bei Blütenpflanzen, sondern auch beim Menschen. Imprinting ist auch bei Säugetieren wichtig für die Regulation des embryonalen Wachstums. "Unsere Ergebnisse zeigen, dass bei Pflanzen das Imprinting an sich nicht notwendig ist, wenn man das mütterliche und das väterliche Genom neutralisiert", sagt Schnittger. Und er fügt hinzu: "Eine spannende Hypothese ist nun, dass möglicherweise das Gleiche auch für Säugetiere zutrifft."

[CV/CB]

Originalveröffentlichung:

Moritz K. Nowack, Reza Shirzadi, Nico Dissmeyer, Andreas Dolf, Elmar Endl, Paul E. Grini, Arp Schnittger
Bypassing genomic imprinting allows seed development
Nature online-Veröffentlichung 29. April 2007

Dr. Bernd Wirsing | Max-Planck-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http:// www.mpg.de

Weitere Berichte zu: Befruchtung Blütenpflanzen Embryo Endosperm Gen Imprinting

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Eine Karte der Zellkraftwerke
18.08.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

nachricht Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung
18.08.2017 | Deutsches Zentrum für Infektionsforschung

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: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

European Conference on Eye Movements: Internationale Tagung an der Bergischen Universität Wuppertal

18.08.2017 | Veranstaltungen

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Eine Karte der Zellkraftwerke

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Computer mit Köpfchen

18.08.2017 | Informationstechnologie