Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie sich Pflanzen gegen Eindringlinge wehren

12.07.2007
Teil einer Signalkette gegen Krankheitserreger aufgeklärt - Veröffentlichung in "Nature"

Wie Menschen und Tiere müssen sich auch Pflanzen häufig gegen Krankheitserreger zur Wehr setzen. Die erste Verteidigungslinie gegen eindringende Mikroorganismen bildet die unspezifische Immunität. Diese beruht darauf, dass Pflanzen in ähnlicher Weise wie Tiere auf der Ebene der Moleküle Selbst und Fremd unterscheiden können.

Ein Bakterium, das in eine Pflanze eindringt und dort eine Krankheit auslösen könnte, verrät sich dann, wenn in seiner Zelle ein Stoff vorkommt, den es im Stoffarsenal der Pflanze selbst gar nicht gibt. Hat die Pflanze einen solchen Stoff als fremd erkannt, wird eine Signalkette in ihren Zellen in Gang gesetzt, die schließlich zu Gegenmaßnahmen führt, etwa der Bildung von Abwehrstoffen oder der vorbeugenden Auflösung und Abstoßung des infizierten Gewebes.

Diese Vorgänge sind vor allem bei Pflanzen noch längst nicht in allen Details bekannt. Dr. Birgit Kemmerling, Prof. Georg Felix und Prof. Thorsten Nürnberger vom Zentrum für Molekularbiologie der Pflanzen (ZMBP) der Universität Tübingen haben nun in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern von den Universitäten Basel und Norwich sowie dem Max-Planck-Institut für Züchtungsforschung in Köln eine neue Etappe in der Signalkette der Pathogenabwehr bei der Ackerschmalwand Arabidopsis thaliana, der Modellpflanze der Genetiker, erforscht. Sie sind dabei ganz unerwartet auf einen Hormonrezeptor gestoßen, der Forschern bereits aus den Wachstums- und Entwicklungsprozessen in Pflanzen bekannt ist. Die Forschungsergebnisse sind nun in einer Online-Vorabveröffentlichung der Fachzeitschrift Nature unter www.nature.com publiziert.

... mehr zu:
»BAK1 »Pflanze »Rezeptor

Die Arabidopsis-Pflanze besitzt einen speziellen Rezeptor, der das molekulare Muster des Eiweißstoffes Flagellin erkennt. Flagellin kommt in der Geißel (Flagelle) von Bakterien vor, die sich durch Rotieren dieses langen Zellanhängsels in Flüssigkeiten fortbewegen können. Dringen zum Beispiel krankheitserregende Bakterien des Stammes Pseudomonas syringae in die Pflanze ein, verraten sie sich unwillkürlich durch das Flagellin in ihrer Geißel. Denn die Pflanze selbst enthält diesen Stoff überhaupt nicht und kann ihn mit Hilfe des Rezeptors als fremd erkennen. Das Flagellin ist ein Beispiel für ein so genanntes pathogen-assoziiertes molekulares Muster (abgekürzt PAMP), das in den geißeltragenden Bakterien immer wieder in gleicher Form auftritt.

Bisher wissen die Forscher noch wenig darüber, was passiert, nachdem ein Stoff mit passendem PAMP sich an den entsprechenden Rezeptor der Arabidopsis-Pflanze gebunden hat. Bekannt ist nur, dass am Ende der Signalkaskade die Immunantwort auf die krankheitserregenden Bakterien steht. Dabei werden hunderte von Genen aktiviert, die ein ganzes Spektrum von Abwehrreaktionen in Gang setzen. Die Tübinger Wissenschaftler haben nun ein Protein BAK1 gefunden, das innerhalb der ersten Minuten nach der Stimulation der Pflanze mit Flagellin zusammen mit dem Flagellinrezeptor FLS2 einen Komplex bildet. In mutierten Pflanzen, die BAK1 nicht bilden können, wird das Flagellin wie sonst auch an den Rezeptor gebunden, aber die Antworten auf Flagellin bleiben aus. Das deutet darauf hin, dass BAK1 bei der Aktivierung des Flagellinrezeptors als Co-Rezeptor eine wichtige Rolle spielt. Das war auch für die Forscher überraschend. Denn das Protein BAK1 war bisher nur aus einem ganz anderen Zusammenhang bekannt: Es reguliert einen bestimmten Pflanzenhormonrezeptor für Brassinosteroide und nimmt dabei Einfluss auf die Pflanzenentwicklung. Es hat also den neuesten Ergebnissen zufolge eine Doppelrolle und vermittelt auch die Immunität auf eindringende Bakterien.

Erst kürzlich veröffentlichten Dr. Birgit Kemmerling und Prof. Thorsten Nürnberger unter Mitarbeit weiterer Wissenschaftlerinnen aus der Abteilung Pflanzenbiochemie des Zentrums für Molekularbiologie der Pflanzen, Anne Schwedt, Patricia Rodriguez und Sara Mazzotta, dazu passende Ergebnisse in der Fachzeitschrift Current Biology. Sie konnten nachweisen, dass die beiden Signalwege in der Pathogenabwehr und der Pflanzenentwicklung, an denen BAK1 beteiligt ist, tatsächlich völlig getrennt voneinander reguliert werden.

Nähere Informationen:

- Die Publikation in "Nature"
Delphine Chinchilla, Cyril Zipfel, Silke Robatzek, Birgit Kemmerling, Thorsten Nürnberger, Jonathan D. G. Jones, Georg Felix, Thomas Boller: A flagellin-induced complex of the receptor FLS2 and BAK1 initiates plant defence. Nature, Online-Vorabveröffentlichung, 11. Juli 2007, http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/index.html
- Die Publikation in "Current Biology"
Kemmerling B, Schwedt A, Rodriguez P, Mazzotta S, Frank M, Qamar SA, Mengiste T, Betsuyaku S, Parker JE, Mussig C, Thomma BP, Albrecht C, de Vries SC, Hirt H, Nürnberger T.: The BRI1-Associated Kinase 1, BAK1, Has a Brassinolide-Independent Role in Plant Cell-Death Control. Curr Biol. 2007 Jul 3;17(13):1116-22.
Ansprechpartner:
Prof. Georg Felix, Tel. 0 70 71/2 97 66 72, georg.felix@zmbp.uni-tuebingen.de
Prof. Thorsten Nürnberger, Tel. 0 70 71/2 97 66 58, nuernberger@zmbp.uni-tuebingen.de
Dr. Birgit Kemmerling, Tel. 0 70 71/2 97 66 54, birgit.kemmerling@zmbp.uni-tuebingen.de
ZMBP - Zentrum für Molekularbiologie der Pflanzen
Pflanzenbiochemie
Auf der Morgenstelle 5
72076 Tübingen
Fax 0 70 71/29 52 26
EBERHARD KARLS UNIVERSITÄT TÜBINGEN
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit * Michael Seifert
Wilhelmstr. 5 * 72074 Tübingen
Tel.: 0 70 71/29-7 67 89 * Fax: 0 70 71/29-5566
E-Mail: presse1@verwaltung.uni-tuebingen.de

Michael Seifert | idw
Weitere Informationen:
http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/index.html

Weitere Berichte zu: BAK1 Pflanze Rezeptor

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Designer-Proteine falten DNA
24.03.2017 | Technische Universität München

nachricht Besser lernen dank Zink?
23.03.2017 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

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: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Im Focus: Auf der Spur des linearen Ubiquitins

Eine neue Methode ermöglicht es, den Geheimcode linearer Ubiquitin-Ketten zu entschlüsseln. Forscher der Goethe-Universität berichten darüber in der aktuellen Ausgabe von "nature methods", zusammen mit Partnern der Universität Tübingen, der Queen Mary University und des Francis Crick Institute in London.

Ubiquitin ist ein kleines Molekül, das im Körper an andere Proteine angehängt wird und so deren Funktion kontrollieren und verändern kann. Die Anheftung...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

Über Raum, Zeit und Materie

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Cybersicherheit für die Bahn von morgen

24.03.2017 | Informationstechnologie

Schnell und einfach: Edge Datacenter fürs Internet of Things

24.03.2017 | CeBIT 2017

Designer-Proteine falten DNA

24.03.2017 | Biowissenschaften Chemie