Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Die komplexe Logistik der Pflanzenzelle

08.03.2016

Forscher der Universität Tübingen zeigen durch „Festhalten“ von Rezeptorproteinen erstmals, wie Pflanzenzellen Proteine transportieren

Der Transport von Proteinen ist die Grundlage für Teilung, Wachstum und Differenzierung pflanzlicher Zellen. Zudem dient der Proteintransport auch der Kommunikation der Zellen miteinander, der Verarbeitung von extrazellulären Signalen und er ermöglicht es Pflanzen, auf Umwelteinflüsse und Schädlingsbefall zu reagieren.


Links: Zelle mit Ankerproteinen im Endoplasmatischen Retikulum (ER, grün) und abbauenden Enzymen in der Vakuole (rot) ohne die Ausbildung von Immunkomplexen zwischen Anker und Rezeptor.

Rechts: Die Ausbildung der Immunkomplexe zum „Festhalten“ (Immobilisierung) des Rezeptors (grün) führt zur Überlagerung der Signale von Rezeptor und abbauenden Enzyme (rot) im ER und beweist die Bindung (Überlagerte Signale sind gelb dargestellt).

Abbildung: Peter Pimpl/Universität Tübingen

Mit einer völlig neuartigen Untersuchungsmethode ist es einer Forschungsgruppe des Zentrums für Molekularbiologie der Pflanzen (ZMBP) der Universität Tübingen gelungen, einen zentralen Bestandteil dieser hochkomplexen Transportprozesse in Pflanzenzellen aufzuklären. Die Ergebnisse wurden am Montag im Fachjournal Nature Plants veröffentlicht, DOI: 10.1038/nplants.2016.17

Ein Teil der Signalverarbeitung in Pflanzenzellen erfolgt durch den Abbau von Proteinen in der zentralen Vakuole, dem größten Organell der Zelle. Um diese Aufgabe erfüllen zu können, muss die Vakuole ständig mit abbauenden Enzymen versorgt werden.

Diese werden zunächst in einem spezialisierten Raum der Zelle, dem endoplasmatischen Retikulum (ER), hergestellt und dann zur Vakuole transportiert. Dieser Transport verläuft über verschiedene Zwischenstationen: den Golgi-Apparat, das trans-Golgi Netzwerk (TGN), und das multivesikuläre, späte Endosom.

Für den Transport dieser abbauenden Enzyme braucht es Rezeptorproteine, die die abbauenden Enzyme erkennen und ihren Transport ermöglichen. Der Forschungsgruppe von Dr. Peter Pimpl aus der Abteilung für Entwicklungsgenetik gelang es nun, diesen Teil des Transportprozesses zu entschlüsseln.

Da solche Prozesse innerhalb von Zellen sehr dynamisch und schnell ablaufen, entwickelte sie eine innovative und zukunftsweisende Methode um die Rezeptorproteine „festzuhalten“. So war es erstmals möglich, quasi in Zeitlupe die Interaktionen der Rezeptoren mit den abbauenden Enzymen in lebenden Zellen zu untersuchen.

Dabei wurde die Bindungsregion der Rezeptoren durch sich selbstausbildende Immunkomplexe festgehalten. Anschließend wurden die Interaktionen mit den Enzymen durch hochauflösende spektromikroskopische Untersuchungen analysiert.

Hierbei zeigte sich, dass die Rezeptoren entgegen früheren Vermutungen nur für den Transport über einen bestimmten Abschnitt bis zum TGN verantwortlich sind, während der Weitertransport zur Vakuole keine Rezeptoren erfordert. Die Tübinger Forscher konnten diese Ergebnisse bestätigen, indem sie zeigten, dass auch Enzyme, die nicht von den Rezeptoren erkannt werden, in die Vakuole transportiert werden, wenn sie direkt in das TGN eingespeist werden.

Publikation:
Künzl, F., Früholz, S., Fäßler, F., Li, B., and Pimpl, P. (2016). Receptor-mediated sorting of soluble vacuolar proteins ends at the trans-Golgi network/early endosome. Nature Plants DOI 10.1038/nplants.2016.17, Advance Online Publication (AOP) on 07 March 2016.

Kontakt
Dr. Peter Pimpl
Universität Tübingen
Zentrum für Molekularbiologie der Pflanzen
Entwicklungsgenetik
Auf der Morgenstelle 32 ∙ 72076 Tübingen
Telefon +49 7071 29-78889
peter.pimpl@zmbp.uni-tuebingen.de

Antje Karbe | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.uni-tuebingen.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Aufräumen? Nicht ohne Helfer
19.10.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

nachricht Einzelne Rezeptoren auf der Arbeit
19.10.2017 | Julius-Maximilians-Universität Würzburg

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: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Im Focus: Neutron star merger directly observed for the first time

University of Maryland researchers contribute to historic detection of gravitational waves and light created by event

On August 17, 2017, at 12:41:04 UTC, scientists made the first direct observation of a merger between two neutron stars--the dense, collapsed cores that remain...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

Die jungen forschungsstarken Unis Europas tagen in Ulm - YERUN Tagung in Ulm

19.10.2017 | Veranstaltungen

Bauphysiktagung der TU Kaiserslautern befasst sich mit energieeffizienten Gebäuden

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Aufräumen? Nicht ohne Helfer

19.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Neue Biotinte für den Druck gewebeähnlicher Strukturen

19.10.2017 | Materialwissenschaften

Forscher studieren molekulare Konversion auf einer Zeitskala von wenigen Femtosekunden

19.10.2017 | Physik Astronomie