Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Formel für längeres Pflanzenleben entdeckt

23.09.2008
Tübinger Molekularbiologen haben entdeckt, wie das Blattwachstum und der Alterungsprozess bei Pflanzen koordiniert werden

Pflanzen, die langsamer wachsen, bleiben länger frisch. Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie in Tübingen haben herausgefunden, dass kleine Genabschnitte, sogenannte mikro-RNAs, Wachstum und Alterungsprozesse bei Pflanzen koordinieren.


Die Ackerschmalwand Arabidopsis thaliana
Foto: Jürgen Berger / Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie

Die mikro-RNAs hemmen bestimmte Transkriptionsfaktoren, die ihrerseits das Ablesen spezifischer Gene steuern. So beeinflussen TCP-Transkriptionsfaktoren die Bildung von Jasmonsäure, einem Pflanzenhormon, das für Alterungsprozesse in der Pflanze wichtig ist. Je mehr mikro-RNAs vorhanden sind, desto weniger Transkriptionsfaktoren sind aktiv und desto weniger Jasmonsäure wird in der Pflanze gebildet. Und das bedeutet, dass die Pflanze langsamer altert. Da sich die Menge der mikro-RNAs in den Pflanzen durch genetische Methoden regulieren lässt, könnten in Zukunft Pflanzen gezüchtet werden, die länger leben oder schneller wachsen. (PLoS Biology, 22.09.2008)

Mikro-RNAs sind kurze, einsträngige RNA-Abschnitte, die andere Gene regulieren. Sie tun dies, indem sie sich an komplementäre Abschnitte der DNA binden und somit verhindern, dass diese abgelesen und in Genprodukte umgesetzt werden. In Pflanzen hemmen mikro-RNAs vor allem andere Regulatoren, sogenannte Transkriptionsfaktoren. Diese Faktoren können Gene an- und ausschalten, indem sie an bestimmte DNA-Bereiche binden und diese aktivieren oder blockieren, so dass entweder zu viel oder zu wenig Protein gebildet wird. Da Proteine Stoffwechselprozesse steuern, führt ein Ungleichgewicht zu mehr oder weniger deutlich sichtbaren Veränderungen an der Pflanze.

Wissenschaftler aus der Abteilung von Detlef Weigel vom Max-Plank-Institut für Entwicklungsbiologie haben untersucht, welche Effekte die Transkriptionsfaktoren der TCP-Familie auf Wachstum und Alterung bei der Modellpflanze Arabidopsis thaliana haben. Diese Transkriptionsfaktoren werden durch eine bestimmte mikro-RNA, miR319, reguliert.

Bekannt war, dass durch miR319 regulierte Transkriptionsfaktoren das Wachstum der Blätter beeinflussen. Durch eine Kombination von biochemischen und genetischen Analysen haben die Forscher nun herausgefunden, dass die Transkriptionsfaktoren auch jene Gene regulieren, die für die Bildung des Pflanzenhormons Jasmonsäure wichtig sind. Je mehr von der mikro-RNA miR319 in der Pflanze vorhanden ist, desto weniger Transkriptionsfaktoren werden gebildet und desto weniger Jasmonsäure kann synthetisiert werden. Diese Pflanzen wachsen länger und altern langsamer als Pflanzen, die wenig miR319 enthalten und daher kürzer wachsen aber auch schneller eingehen.

"Unsere Studien zeigen, dass die von der mikro-RNA miR319 regulierten Transkriptionsfaktoren das Wachstum der Pflanzen negativ beeinflussen, während sie gleichzeitig zu vorzeitiger Alterung führen", sagt Detlef Weigel. Der hier entdeckte Mechanismus ist ein weiterer Meilenstein bei dem Versuch, die Zusammenhänge der Genregulation bei Pflanzen zu erklären. "Erst wenn wir diese Prozesse besser verstehen, können wir Pflanzen züchten, die besonders gewünschte Eigenschaften aufweisen", so der Biologe.

Originalpublikation:
Schommer, C., Palatnik, J.F., Aggarwal, P., Chételat, A., Cubas, P., Farmer, E.E., Nath, U., Weigel, D. (2008): Control of Jasmonate Biosynthesis and Senescence by miR319 Targets. PLoS Biology.
Ansprechpartner:
Prof. Dr. Detlef Weigel
Tel: 07071-601-1410
E-Mail: Detlef.Weigel@tuebingen.mpg.de
Dr. Susanne Diederich (Presse- und Öffentlichkeitsabteilung)
Tel: 07071-601-333
E-Mail: presse@tuebingen.mpg.de
Das Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie betreibt Grundlagenforschung auf den Gebieten der Biochemie, Genetik und Evolutionsbiologie. Es beschäftigt rund 325 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter und hat seinen Sitz auf dem Max-Planck-Campus in Tübingen. Das MPI für Entwicklungsbiologie ist eines der 82 Institute und Forschungseinrichtungen der Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V.

Dr. Susanne Diederich | Max-Planck-Institut
Weitere Informationen:
http://eb.mpg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wie Reize auf dem Weg ins Bewusstsein versickern
22.09.2017 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

nachricht Lebendiges Gewebe aus dem Drucker
22.09.2017 | Universitätsklinikum Freiburg

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: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zum Biomining ab Sonntag in Freiberg

22.09.2017 | Veranstaltungen

Die Erde und ihre Bestandteile im Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

DFG bewilligt drei neue Forschergruppen und eine neue Klinische Forschergruppe

22.09.2017 | Förderungen Preise

Lebendiges Gewebe aus dem Drucker

22.09.2017 | Biowissenschaften Chemie