Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Das Immunsystem der Pflanzen ist stark!

11.10.2011
RWTH-Forscher Uwe Conrath entdeckt Mechanismen der pflanzlichen Immunität, die auch die Humanmedizin vorantreiben könnten

„Die Abwehr einer Pflanze gegen Krankheitserreger umfasst viele verschiedene Stoffwechselreaktionen, die erst bei einer Infektion eingeschaltet werden“, sagt Uwe Conrath. „Ob eine Pflanze einen Erreger erfolgreich abweist, hängt aber davon ab, dass sie ihre Abwehrreaktionen nach der Infektion frühzeitig einschaltet, noch bevor die Krankheit überhand nimmt.“ Das Abwehrsystem von Pflanzen ist Conraths Spezialgebiet. Der Professor ist Leiter des Lehr- und Forschungsgebiets Biochemie und Molekularbiologie der Pflanzen an der RWTH Aachen.

Gurken sind zum Beispiel anfällig für den Pilz „Colletotrichum lagenarium“. Der Erreger verursacht gelbe Flecken aus abgestorbenen Zellen, die auf den Früchten oft einen schwarzen Rand haben. Wenn man diese Flecken mit Sporen des Pilzes gezielt auf nur einem Keimblatt der noch jungen Gurkenpflanze hervorruft, so werden danach alle Teile der Gurkenpflanze gegen den Pilz resistent. Die so genannte „systemische Immunität“ erfolgt aber nur, wenn die Erstinfektion frühzeitig erfolgt und dabei Zellen absterben. Dann hat die Pflanze ausreichend Zeit, um ihre Immunität aufzubauen. Diese sensibilisiert die Pflanze derart, dass sie ihre Abwehr bei einem Zweitbefall schneller anschalten kann.

Sensibilisierung lässt Pflanzen gut gedeihen

Conrath verwendete für den Prozess der Sensibilisierung den Begriff „Priming“. Bis vor wenigen Jahren war aber vollkommen unbekannt, wie das Priming in der Pflanze funktioniert. In einem viel beachteten Forschungsbericht zeigten er und sein Team, dass die Pflanze nach der Erstinfektion Eiweißmoleküle synthetisiert, die für eine erfolgreiche Abwehr von Krankheitserregern dringend notwendig sind. Diese Moleküle sind nach dem Erstbefall in der gesamten Pflanze vorzufinden. „Allerdings schlummern sie dort und werden nur dann aktiv, wenn die Pflanze tatsächlich noch einmal von einem Krankheitserreger angegriffen wird“, betont der Molekularbiologe. Ihr vermehrtes Vorkommen beschleunigt die Abwehr und macht die Pflanze resistent. Mit der Erfahrung der ersten Infektion funktioniert die Abwehr bei einer zweiten Attacke also besser.

Die Stärkung der natürlichen Immunität ist eine gute Alternative - „zumindest eine sinnvolle Ergänzung“ - zu giftigen Chemikalien. Denn auch die von den Züchtern bereitgestellten Sorten von Kulturpflanzen sind nicht vollkommen immun, und ansteckende Rassen von Krankheitserregern bilden sich immer wieder aufs Neue. Eine viel versprechende Strategie im modernen Pflanzenschutz ist deshalb die Entwicklung von Substanzen, die sowohl Krankheitserreger töten, als auch Pflanzen primen können. Gerade Nutzpflanzen wie Weizen, Soja und Mais können mithilfe des Primings nachgewiesenermaßen gezielt auf Krankheitserreger und sogar auf Trockenheit vorbereitet werden.

Priming gegen Krankheiten des Menschen

Die Epigenetik beschäftigt sich mit Veränderungen im Erbmaterial, die keinen Einfluss auf die DNA-Sequenz haben. Sie spielen bei wichtigen biologischen Prozessen eine Rolle, zum Beispiel bei der Ausbildung des Gedächtnisses oder bei der Verhinderung des unkontrollierten Zellwachstums, dem Krebs. Conrath und seine Mitarbeiter berichteten in einer aktuellen Arbeit, dass es nach einer Infektion von nur einem Blatt in der gesamten Pflanze auch zu epigenetischen Änderungen kommt. Diese bereiten Abwehrgene derart vor, dass diese bei einem Zweitbefall schneller angeschaltet werden können. Daraus resultiert die „geprimte Immunreaktion“. Interessant ist, dass das Priming auch in Menschen und Wirbeltieren vorkommt, in diesen Organismen aber noch kaum erforscht ist. Folglich können die aktuellen Forschungsarbeiten von Conrath und seinen Mitarbeitern nicht nur für den Schutz unserer Ernährung, sondern auch für die Humanmedizin von großer Wichtigkeit sein.

Die Forschungsarbeiten zur systemischen Immunität von Pflanzen an der RWTH Aachen wurden aus Mitteln der Deutschen Forschungsgemeinschaft und aus Exzellenzmitteln des Bundes und der Länder gefördert.

Weitere Informationen erteilt Professor Dr. rer.nat. Uwe Conrath vom Lehr- und Forschungsgebiet Biochemie und Molekularbiologie unter: +49(0)241/80-26540 oder uwe.conrath@bio3.rwth-aachen.de.

CELINA BEGOLLI

Thomas von Salzen | idw
Weitere Informationen:
http://www.rwth-aachen.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Neue Materialchemie für Hochleistungsbatterien
19.09.2017 | Technische Universität Berlin

nachricht Zentraler Schalter der Immunabwehr gefunden
19.09.2017 | Medizinische Hochschule Hannover

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: 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,...

Im Focus: Hochautomatisiertes Fahren bei Schnee und Regen: Robuste Warnehmung dank intelligentem Sensormix

Schlechte Sichtverhältnisse bei Regen oder Schnellfall sind für Menschen und hochautomatisierte Fahrzeuge eine große Herausforderung. Im europäischen Projekt RobustSENSE haben die Forscher von Fraunhofer FOKUS mit 14 Partnern, darunter die Daimler AG und die Robert Bosch GmbH, in den vergangenen zwei Jahren eine Softwareplattform entwickelt, auf der verschiedene Sensordaten von Kamera, Laser, Radar und weitere Informationen wie Wetterdaten kombiniert werden. Ziel ist, eine robuste und zuverlässige Wahrnehmung der Straßensituation unabhängig von der Komplexität und der Sichtverhältnisse zu gewährleisten. Nach der virtuellen Erprobung des Systems erfolgt nun der Praxistest, unter anderem auf dem Berliner Testfeld für hochautomatisiertes Fahren.

Starker Schneefall, ein Ball rollt auf die Fahrbahn: Selbst ein Mensch kann mitunter nicht schnell genug erkennen, ob dies ein gefährlicher Gegenstand oder...

Im Focus: Ultrakurze Momentaufnahmen der Dynamik von Elektronen in Festkörpern

Mit Hilfe ultrakurzer Laser- und Röntgenblitze haben Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik (Garching bei München) Schnappschüsse der bislang kürzesten Bewegung von Elektronen in Festkörpern gemacht. Die Bewegung hielt 750 Attosekunden lang an, bevor sie abklang. Damit stellten die Wissenschaftler einen neuen Rekord auf, ultrakurze Prozesse innerhalb von Festkörpern aufzuzeichnen.

Wenn Röntgenstrahlen auf Festkörpermaterialien oder große Moleküle treffen, wird ein Elektron von seinem angestammten Platz in der Nähe des Atomkerns...

Im Focus: Ultrafast snapshots of relaxing electrons in solids

Using ultrafast flashes of laser and x-ray radiation, scientists at the Max Planck Institute of Quantum Optics (Garching, Germany) took snapshots of the briefest electron motion inside a solid material to date. The electron motion lasted only 750 billionths of the billionth of a second before it fainted, setting a new record of human capability to capture ultrafast processes inside solids!

When x-rays shine onto solid materials or large molecules, an electron is pushed away from its original place near the nucleus of the atom, leaving a hole...

Im Focus: Quantensensoren entschlüsseln magnetische Ordnung in neuartigem Halbleitermaterial

Physiker konnte erstmals eine spiralförmige magnetische Ordnung in einem multiferroischen Material abbilden. Diese gelten als vielversprechende Kandidaten für zukünftige Datenspeicher. Der Nachweis gelang den Forschern mit selbst entwickelten Quantensensoren, die elektromagnetische Felder im Nanometerbereich analysieren können und an der Universität Basel entwickelt wurden. Die Ergebnisse von Wissenschaftlern des Departements Physik und des Swiss Nanoscience Institute der Universität Basel sowie der Universität Montpellier und Forschern der Universität Paris-Saclay wurden in der Zeitschrift «Nature» veröffentlicht.

Multiferroika sind Materialien, die gleichzeitig auf elektrische wie auch auf magnetische Felder reagieren. Die beiden Eigenschaften kommen für gewöhnlich...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

»Laser in Composites Symposium« in Aachen – von der Wissenschaft in die Anwendung

19.09.2017 | Veranstaltungen

Biowissenschaftler tauschen neue Erkenntnisse über molekulare Gen-Schalter aus

19.09.2017 | Veranstaltungen

Zwei Grad wärmer – und dann?

19.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

»Laser in Composites Symposium« in Aachen – von der Wissenschaft in die Anwendung

19.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Zentraler Schalter der Immunabwehr gefunden

19.09.2017 | Biowissenschaften Chemie

Neue Materialchemie für Hochleistungsbatterien

19.09.2017 | Biowissenschaften Chemie