Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Freiburger Forscher finden grundlegenden Mechanismus für den Transfer von Lichtsignalen

27.03.2012
Modell für Transport von Proteinen in den Zellkern – Publikation in „Proceedings of the National Academy of Science“

Freiburger Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler haben einen wichtigen Schritt des durch Licht gesteuerten Wachstums von Pflanzen aufgedeckt. Weil Pflanzen nicht weglaufen können, sind sie im Verlauf der Evolution wahre Künstler bei der Anpassung an ihre Umwelt geworden.


Schirmchenalge
Foto: Pfeiffer

Die Anpassung an Lichtverhältnisse ist besonders bedeutsam, da Licht die Energiequelle von Pflanzen ist. Je nach Lichtbedingung wachsen Pflanzen mit ganz unterschiedlichen Entwicklungsprogrammen. Die Information über spektrale Zusammensetzung, Menge und Lichtrichtung wird über eine Vielzahl von Proteinen wahrgenommen, die im Zytoplasma, außerhalb des Zellkerns, synthetisiert werden. Diese Photorezeptoren absorbieren vom UV-Licht bis hin zum Infrarot, wobei Phytochrome für die Wahrnehmung von rotem Licht verantwortlich sind.

Während der vergangenen Jahre wurden unterschiedliche Phytochromtypen in vielen Bakterien, Pilzen und grünen Pflanzen identifiziert. Die Photorezeptoren wirken fast ausschließlich im Zellkern bei der Steuerung der Genexpression. Auf welche Weise die im Licht stabilen Phytochrome des B-Typs in den Zellkern gelangen, war bisher ungeklärt.

Mit Hilfe eines neuen, in Freiburg entwickelten Untersuchungssystems aus sehr großen, isolierten Zellkernen der Schirmchenalge (Acetabularia) konnten nun Faktoren identifiziert werden, die am Kerntransport von Phytochrom B beteiligt sind. Interessanterweise konnte durch Zugabe eines die Genexpression regulierenden Proteins, des Transkriptionsfaktor PIF3 (Phytochrome interacting factor 3), der Kerntransport von Phytochrom B vermittelt werden. Die Wissenschaftler wiesen nach, dass für diese Transporthelferfunktion nur die Phytochrom B-Bindung und ein Kernlokalisationssignal in PIF3 notwendig sind. Die Beteiligung von mehreren dieser PIF-Transkriptionsfaktoren am Import in den Zellkern konnte durch Studien an einer PIF-Mutante nachgewiesen werden. In diesen Pflanzen zeigten die Forscher, dass der lichtabhängige Kerntransport von Phytochrom B zunächst vollständig geblockt ist und der Keimling nicht auf Licht reagiert. Erst nach längeren Bestrahlungszeiten konnten der Kerntransport und die Funktion des Photorezeptors wieder nachgewiesen werden.

Weitere Experimente mit Keimlingen und isolierten Zellkernen aus Acetabularia weisen darauf hin, dass Transkriptionsfaktoren auch am Import eines anderen Photorezeptors, dem Phytochrom A, beteiligt sind. Diese Arbeit weist somit auf ein neues, generelles Regulationsprinzip hin, bei dem Transkriptionsfaktoren nicht nur die Signaltransduktion von Phytochromen, sondern auch den Kerntransport steuern. Da der Transport in den Zellkern bei Tieren und Pflanzen sehr eng verwandt ist, könnten ähnliche Mechanismen auch im Tierreich vorkommen.

Veröffentlichung:
Pfeiffer et al.: Interaction with plant transcription factors can mediate nuclear import of Phytochrome. Aktuelle Online-Ausgabe der “Proceedings of the National Academy of Science” 2012.
Kontakt:
Prof. Dr. Eberhard Schäfer
Institut für Biologie II
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Tel.: 0761/203-2683
E-Mail: Eberhard.Schaefer@biologie.uni-freiburg.de

Rudolf-Werner Dreier | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-freiburg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Adenoviren binden gezielt an Strukturen auf Tumorzellen
23.04.2018 | Eberhard Karls Universität Tübingen

nachricht Software mit Grips
20.04.2018 | Max-Planck-Institut für Hirnforschung, Frankfurt am Main

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: Moleküle brillant beleuchtet

Physiker des Labors für Attosekundenphysik, der Ludwig-Maximilians-Universität und des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik haben eine leistungsstarke Lichtquelle entwickelt, die ultrakurze Pulse über einen Großteil des mittleren Infrarot-Wellenlängenbereichs generiert. Die Wissenschaftler versprechen sich von dieser Technologie eine Vielzahl von Anwendungen, unter anderem im Bereich der Krebsfrüherkennung.

Moleküle sind die Grundelemente des Lebens. Auch wir Menschen bestehen aus ihnen. Sie steuern unseren Biorhythmus, zeigen aber auch an, wenn dieser erkrankt...

Im Focus: Molecules Brilliantly Illuminated

Physicists at the Laboratory for Attosecond Physics, which is jointly run by Ludwig-Maximilians-Universität and the Max Planck Institute of Quantum Optics, have developed a high-power laser system that generates ultrashort pulses of light covering a large share of the mid-infrared spectrum. The researchers envisage a wide range of applications for the technology – in the early diagnosis of cancer, for instance.

Molecules are the building blocks of life. Like all other organisms, we are made of them. They control our biorhythm, and they can also reflect our state of...

Im Focus: Metalle verbinden ohne Schweißen

Kieler Prototyp für neue Verbindungstechnik wird auf Hannover Messe präsentiert

Schweißen ist noch immer die Standardtechnik, um Metalle miteinander zu verbinden. Doch das aufwändige Verfahren unter hohen Temperaturen ist nicht überall...

Im Focus: Software mit Grips

Ein computergestütztes Netzwerk zeigt, wie die Ionenkanäle in der Membran von Nervenzellen so verschiedenartige Fähigkeiten wie Kurzzeitgedächtnis und Hirnwellen steuern können

Nervenzellen, die auch dann aktiv sind, wenn der auslösende Reiz verstummt ist, sind die Grundlage für ein Kurzzeitgedächtnis. Durch rhythmisch aktive...

Im Focus: Der komplette Zellatlas und Stammbaum eines unsterblichen Plattwurms

Von einer einzigen Stammzelle zur Vielzahl hochdifferenzierter Körperzellen: Den vollständigen Stammbaum eines ausgewachsenen Organismus haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Berlin und München in „Science“ publiziert. Entscheidend war der kombinierte Einsatz von RNA- und computerbasierten Technologien.

Wie werden aus einheitlichen Stammzellen komplexe Körperzellen mit sehr unterschiedlichen Funktionen? Die Differenzierung von Stammzellen in verschiedenste...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Fraunhofer eröffnet Community zur Entwicklung von Anwendungen und Technologien für die Industrie 4.0

23.04.2018 | Veranstaltungen

Mars Sample Return – Wann kommen die ersten Gesteinsproben vom Roten Planeten?

23.04.2018 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Moleküle brillant beleuchtet

23.04.2018 | Physik Astronomie

Sauber und effizient - Fraunhofer ISE präsentiert Wasserstofftechnologien auf Hannover Messe

23.04.2018 | HANNOVER MESSE

Fraunhofer IMWS entwickelt biobasierte Faser-Kunststoff-Verbunde für Leichtbau-Anwendungen

23.04.2018 | Materialwissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics