Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Kleine Ursache - große Wirkung

25.06.2007
Forscher gewinnen neue Einblicke in die Wirkungsweise von microRNAs / Fehlen einer microRNA kann die Umwandlung von Blütenblättern zu Staubblättern verursachen

Wenn die Pflanze eine Blüte bildet, müssen unterschiedliche Organe angelegt werden: die schützenden Kelchblätter, die meist farbigen Blütenblätter sowie die Staubblätter, die den Pollen bilden, und schließlich die Fruchtblätter. Dabei ist ein ganzes Orchester von Genen aktiv. Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Züchtungsforschung in Köln haben nun zusammen mit Kollegen aus Nijmegen herausgefunden, dass die Blütenorganbildung von einem stark konservierten Kontrollmolekül, einer so genannten microRNA, maßgeblich gesteuert wird (Nature Genetics Online-Ausgabe, 24. Juni 2007).


Die Mutation in einer microRNA verwandelt Blütenblätter in Staubblätter. Die Mutanten der Petunie und des Löwenmäulchens zeigen auffallende Ähnlichkeiten. Die Untersuchungen zeigten, dass durch einen gemeinsamen Gendefekt die "Grundordnung" der Blüte durcheinander geraten ist - mit dem Ergebnis, dass "falsche Organe an der falschen Stelle" wachsen. Bild: MPI für Züchtungsforschung

Jede Blüte von höheren Pflanzen ist nach dem gleichen Muster aufgebaut: Zuerst kommen die grünen Kelchblätter, die zum Schutz der Blütenknospe da sind, danach ein Kreis aus oft wunderschönen Blütenblättern, die Insekten oder andere Bestäuber anlocken sollen, und im Inneren der Blüte verstecken sich die Staubblätter mit ihren Pollensäckchen und die Fruchtblätter, aus denen später mal eine Frucht und der Samen entstehen sollen. Tatsächlich ist dieses Muster bei allen höheren Pflanzen gleich. Doch wie sieht der genetische Masterplan dazu aus?

Die Kölner Forscher um Zsuzsanna Schwarz-Sommer untersuchten eine Löwenmäulchen-Mutante genauer, die anstelle der Blütenblätter noch einen Kreis Staubblätter ausbildet (Abb.1). Eine auffallend ähnliche Mutante gibt es auch bei Petunien. "Uns war klar, dass bei diesen beiden Mutanten, bedingt durch einen wahrscheinlich gemeinsamen Gendefekt, die Grundordnung durcheinander geraten war und dass dadurch falsche Organe an der falschen Stelle wuchsen", erläutert die Kölner Forscherin. Ein ähnliches Beispiel ist bei der Fruchtfliege bekannt: So gibt es eine Mutante, die anstelle von zwei Fühlern ein Beinpaar am Kopf trägt.

... mehr zu:
»Blüte »Gen »Staubblätter

Die Experimente der deutschen und holländischen Forscher zeigten in der Tat, dass bei beiden Pflanzenarten eine Mutation in ein und demselben Kontrollmolekül für die veränderte Anordnung der Blütenorgane verantwortlich war. Dabei handelt es sich um eine so genannte microRNA. MicroRNAs sind sehr kurze Ribonukleinsäuren aus nur etwas mehr als 20 Nukleotiden. Sie können an die komplementäre Sequenz einer Boten-RNA (mRNA) binden, wodurch die Übersetzung der Boten-RNA in ein Protein verhindert wird; das dazugehörige Gen wird also quasi stumm geschaltet. Durch diese Interaktion beeinflussen microRNAs den Ablauf ganzer Signalketten.

Mutationen in microRNAs sind sehr selten, somit handelt es sich hier um das erste Beispiel für eine vergleichbare Kontrollfunktion einer microRNA in zwei Pflanzenspezies. "Die Erkenntnisse über die neuen Kontrollmechanismen durch die microRNAs müssen in das Modell zur Steuerung der Blütenbildung integriert werden, damit zukünftige mathematische Modellrechnungen für die Simulation der Blütenentwicklung auch korrekte Ergebnisse liefern", betont Schwarz-Sommer den Stellenwert ihrer Arbeiten.

In Lehrbüchern wird die komplizierte Steuerung der Bildung von Blütenorganen mit dem vereinfachten ABC-Modell erklärt. A, B und C stehen dabei für unterschiedliche Entwicklungsfunktionen: Die alleinige Expression von A führt zur Bildung von Kelchblättern, die Kronblätter entstehen durch das Zusammenwirken von A und B und die Staubblätter durch die gleichzeitige Ausprägung von B und C. Die zentralen Karpelle werden allein durch C festgelegt. Eine wesentliche Vorhersage des Modells wurde durch die neuen Arbeiten widerlegt und die statisch/räumliche Regulationsform durch eine zeitlich/dynamische ersetzt.

Originalveröffentlichung:

Maria Cartolano, Rosa Castillo, Nadia Efremova, Markus Kuckenberg, Jan Zethof, Tom Gerats, Zsuzsanna Schwarz-Sommer & Michiel Vandenbussche
A conserved microRNA module exerts homeotic control over Petunia hybrida and Antirrhinum majus floral reproductive organ identity

Nature Genetics, DOI 10.1038/ng2056

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

Weitere Berichte zu: Blüte Gen Staubblätter

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Designerviren stacheln Immunabwehr gegen Krebszellen an
26.05.2017 | Universität Basel

nachricht Wachstumsmechanismus der Pilze entschlüsselt
26.05.2017 | Karlsruher Institut für Technologie

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: Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

Staphylococcus aureus ist aufgrund häufiger Resistenzen gegenüber vielen Antibiotika ein gefürchteter Erreger (MRSA) insbesondere bei Krankenhaus-Infektionen. Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts haben immunologische Prozesse identifiziert, die eine erfolgreiche körpereigene, gegen den Erreger gerichtete Abwehr verhindern. Die Forscher konnten zeigen, dass sich durch Übertragung von Protein oder Boten-RNA (mRNA, messenger RNA) des Erregers auf Immunzellen die Immunantwort in Richtung einer aktiven Erregerabwehr verschieben lässt. Dies könnte für die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs bedeutsam sein. Darüber berichtet PLOS Pathogens in seiner Online-Ausgabe vom 25.05.2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein Bakterium, das bei weit über der Hälfte der Erwachsenen Haut und Schleimhäute besiedelt und dabei normalerweise keine...

Im Focus: Can the immune system be boosted against Staphylococcus aureus by delivery of messenger RNA?

Staphylococcus aureus is a feared pathogen (MRSA, multi-resistant S. aureus) due to frequent resistances against many antibiotics, especially in hospital infections. Researchers at the Paul-Ehrlich-Institut have identified immunological processes that prevent a successful immune response directed against the pathogenic agent. The delivery of bacterial proteins with RNA adjuvant or messenger RNA (mRNA) into immune cells allows the re-direction of the immune response towards an active defense against S. aureus. This could be of significant importance for the development of an effective vaccine. PLOS Pathogens has published these research results online on 25 May 2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a bacterium that colonizes by far more than half of the skin and the mucosa of adults, usually without causing infections....

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

DFG fördert 15 neue Sonderforschungsbereiche (SFB)

26.05.2017 | Förderungen Preise

Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

26.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Unglaublich formbar: Lesen lernen krempelt Gehirn selbst bei Erwachsenen tiefgreifend um

26.05.2017 | Gesellschaftswissenschaften