Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie im Hirn, so in der Pflanze? Neuartiger Signalmechanismus in Pflanzenzellen entdeckt

21.06.2013
Glutamatähnlicher Rezeptor der Ackerschmalwand erkennt kein Glutamat
Pflanzen besitzen Rezeptoren, die den Glutamatrezeptoren im Gehirn von Menschen und Tieren ähneln. Dass diese Rezeptoren jedoch nicht die Aminosäure Glutamat erkennen, sondern viele verschiedene andere Aminosäuren fanden Biochemiker der Ruhr-Universität Bochum mit Kollegen der Universität Würzburg und der Landwirtschaftlichen Universität Chinas in Peking heraus. Das Team berichtet in der Zeitschrift „Science Signaling“.

Glutamatähnlicher Rezeptor der Ackerschmalwand erkennt viele Aminosäuren

Um Informationen auszutauschen, senden Zellen Botenstoffe aus, die von Rezeptoren anderer Zellen erkannt werden. Vor 15 Jahren entdeckten Forscher in einer Pflanze die glutamatähnlichen Rezeptoren, kurz GLRs genannt. Für einen der insgesamt 20 GLRs aus der Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) hat ein Team um die RUB-Biochemiker Prof. Dr. Michael Hollmann und Dr. Daniel Tapken nun die zugehörigen Botenstoffe identifiziert. „Erstaunlicherweise reagiert der Rezeptor nicht nur auf eine Aminosäure, sondern auf viele verschiedene – aber gerade nicht auf Glutamat“, sagt Hollmann. Am wirksamsten ist Methionin, eine Aminosäure, die Menschen mit der Nahrung aufnehmen müssen, Pflanzen jedoch selbst herstellen können. Mutierte das Forscherteam die Pflanze so, dass sie den Rezeptor AtGLR1.4 nicht mehr enthielt, reagierte sie kaum noch auf Methionin.

Pflanzenrezeptor ist ein Kanal

In mancher Hinsicht verhielt sich der Rezeptor AtGLR1.4 ähnlich wie die Glutamatrezeptoren im Gehirn. Er ist ein Kanal, öffnet also – aktiviert durch einen Botenstoff – eine Pore und lässt verschiedene positiv geladene Teilchen in die Zelle strömen; so löst er ein elektrisches Signal aus. „Eine Besonderheit an diesem Rezeptor ist, dass nicht alle Aminosäuren, die an ihn binden, ein elektrisches Signal auslösen. Im Gegenteil! Manche unterdrücken das Signal, indem sie Methionin vom Rezeptor verdrängen“, erklärt Daniel Tapken.

Funktion von Methionin-Rezeptoren in Pflanze unklar

„Warum die Pflanze überhaupt Methionin und ähnliche Aminosäuren erkennt, ist noch völlig unklar“, so der Bochumer Biochemiker weiter. „Es könnte sein, dass sie auf diese Weise auf Nährstoffquellen in der Umgebung reagiert, die Aminosäuren enthalten. Es ist aber auch möglich, dass die Pflanze selbst gezielt Aminosäuren als Botenstoffe herstellt, um Signale zu übertragen – ähnlich wie es im menschlichen Gehirn geschieht.“

Rezeptoren für Analyse in Frosch-Eizellen eingebaut

Für die Analysen isolierte das RUB-Team den glutamatähnlichen Rezeptor aus Pflanzenzellen und baute ihn in eine Zelle ein, die keine ähnlichen Rezeptoren besitzt – eine unbefruchtete Frosch-Eizelle. „Den Rezeptor direkt in der Pflanze zu untersuchen ist kaum möglich“, weiß Hollmann. „Dort laufen so viele Prozesse gleichzeitig ab, dass man die entscheidenden Signale schwer herausfiltern kann.“

Titelaufnahme

D. Tapken, U. Anschütz, L.-H. Liu, T. Huelsken, G. Seebohm, D. Becker, M. Hollmann (2013): A plant homolog of animal glutamate receptors is an ion channel gated by multiple hydrophobic amino acids, Science Signaling, DOI: 10.1126/scisignal.2003762

Weitere Informationen

Dr. Daniel Tapken, Lehrstuhl für Biochemie I – Rezeptorbiochemie, Fakultät für Chemie und Biochemie der Ruhr-Universität, 44780 Bochum, Tel. 0234/32-24233, E-Mail: daniel.tapken@rub.de
Prof. Dr. Michael Hollmann, Lehrstuhl für Biochemie I – Rezeptorbiochemie, Fakultät für Chemie und Biochemie der Ruhr-Universität, 44780 Bochum, Tel. 0234/32-24225, E-Mail: michael.hollmann@rub.de

Redaktion: Dr. Julia Weiler

Dr. Josef König | idw
Weitere Informationen:
http://www.ruhr-uni-bochum.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Feinste organische Partikel in der Atmosphäre sind häufiger glasartig als flüssige Öltröpfchen
21.04.2017 | Max-Planck-Institut für Chemie

nachricht Darmflora beeinflusst das Altern
21.04.2017 | Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften 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: Immunzellen helfen bei elektrischer Reizleitung im Herzen

Erstmals elektrische Kopplung von Muskelzellen und Makrophagen im Herzen nachgewiesen / Erkenntnisse könnten neue Therapieansätze bei Herzinfarkt und Herzrhythmus-Störungen ermöglichen / Publikation am 20. April 2017 in Cell

Makrophagen, auch Fresszellen genannt, sind Teil des Immunsystems und spielen eine wesentliche Rolle in der Abwehr von Krankheitserregern und bei der...

Im Focus: Tief im Inneren von M87

Die Galaxie M87 enthält ein supermassereiches Schwarzes Loch von sechs Milliarden Sonnenmassen im Zentrum. Ihr leuchtkräftiger Jet dominiert das beobachtete Spektrum über einen Frequenzbereich von 10 Größenordnungen. Aufgrund ihrer Nähe, des ausgeprägten Jets und des sehr massereichen Schwarzen Lochs stellt M87 ein ideales Laboratorium dar, um die Entstehung, Beschleunigung und Bündelung der Materie in relativistischen Jets zu erforschen. Ein Forscherteam unter der Leitung von Silke Britzen vom MPIfR Bonn liefert Hinweise für die Verbindung von Akkretionsscheibe und Jet von M87 durch turbulente Prozesse und damit neue Erkenntnisse für das Problem des Ursprungs von astrophysikalischen Jets.

Supermassereiche Schwarze Löcher in den Zentren von Galaxien sind eines der rätselhaftesten Phänomene in der modernen Astrophysik. Ihr gewaltiger...

Im Focus: Deep inside Galaxy M87

The nearby, giant radio galaxy M87 hosts a supermassive black hole (BH) and is well-known for its bright jet dominating the spectrum over ten orders of magnitude in frequency. Due to its proximity, jet prominence, and the large black hole mass, M87 is the best laboratory for investigating the formation, acceleration, and collimation of relativistic jets. A research team led by Silke Britzen from the Max Planck Institute for Radio Astronomy in Bonn, Germany, has found strong indication for turbulent processes connecting the accretion disk and the jet of that galaxy providing insights into the longstanding problem of the origin of astrophysical jets.

Supermassive black holes form some of the most enigmatic phenomena in astrophysics. Their enormous energy output is supposed to be generated by the...

Im Focus: Neu entdeckter Exoplanet könnte bester Kandidat für die Suche nach Leben sein

Supererde in bewohnbarer Zone um aktivitätsschwachen roten Zwergstern gefunden

Ein Exoplanet, der 40 Lichtjahre von der Erde entfernt einen roten Zwergstern umkreist, könnte in naher Zukunft der beste Ort sein, um außerhalb des...

Im Focus: Resistiver Schaltmechanismus aufgeklärt

Sie erlauben energiesparendes Schalten innerhalb von Nanosekunden, und die gespeicherten Informationen bleiben auf Dauer erhalten: ReRAM-Speicher gelten als Hoffnungsträger für die Datenspeicher der Zukunft.

Wie ReRAM-Zellen genau funktionieren, ist jedoch bisher nicht vollständig verstanden. Insbesondere die Details der ablaufenden chemischen Reaktionen geben den...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Smart-Data-Forschung auf dem Weg in die wirtschaftliche Praxis

21.04.2017 | Veranstaltungen

Baukultur: Mehr Qualität durch Gestaltungsbeiräte

21.04.2017 | Veranstaltungen

Licht - ein Werkzeug für die Laborbranche

20.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Intelligenter Werkstattwagen unterstützt Mensch in der Produktion

21.04.2017 | HANNOVER MESSE

Forschungszentrum Jülich auf der Hannover Messe 2017

21.04.2017 | HANNOVER MESSE

Smart-Data-Forschung auf dem Weg in die wirtschaftliche Praxis

21.04.2017 | Veranstaltungsnachrichten