Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Kalzium-Ionen kodieren Informationen

03.12.2008
Biologen der Universität Freiburg entdecken wichtigen Baustein der Signalleitung von Pflanzen - Veröffentlichung im "PNAS"

Wenn Pflanzen durch äußere Umwelteinflüsse gestresst sind, passen sie sich den veränderten Bedingungen an. Um die Informationen für die Veränderung an ihre Zellkerne zu leiten, nutzen sie Kalzium-Ionen.

Biologen der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg um Privatdozent Dr. Wolfgang Frank und Prof. Dr. Ralf Reski entdeckten ein Protein, das an der schnellen Weiterleitung der Informationen an den Zellkern beteiligt ist. Ihre Erkenntnisse wurden in der aktuellen Online-Ausgabe der renommierten Fachzeitschrift "Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA (PNAS)" veröffentlicht.

Der globale Klimawandel führt zu immer größeren Wetterextremen wie Stürmen, Überflutungen, Hitze und Trockenheit. Gleichzeitig führt die intensive Landwirtschaft zu einer Versalzung der Ackerböden. Diese Extreme bedeuten für uns alle abiotischen Stress. Pflanzen sind hiervon besonders betroffen, weil sie vor extremen Wetterbedingungen nicht davonlaufen können. Deshalb haben sie im Laufe ihrer Evolution Mechanismen entwickelt, um sich vor solchen Stressbedingungen zu schützen. Um diese Schutzmechanismen aktivieren zu können, müssen Pflanzen beispielsweise erhöhte Salzkonzentrationen im Boden bemerken und diese Information über eine schnelle Signalleitung an ihre Zellkerne, die Horte ihrer genetischen Information, melden. Seit einiger Zeit ist bekannt, dass bei vielen Reizleitungen sowohl im Pflanzen- als auch im Tierreich Kalzium-Ionen eine wichtige Funktion erfüllen. Dabei kommt es innerhalb der Zellen zu sehr schnellen Veränderungen der Konzentration dieser Kalzium-Ionen. Diese rhythmischen Veränderungen bilden bestimmte Muster aus, die die Information kodieren.

Die Biologen der Universität Freiburg berichten zusammen mit britischen Forschern in der aktuellen Online-Ausgabe der PNAS von der Entdeckung eines Proteins, einer sogenannten Ca2+-ATPase, aus dem Kleinen Blasenmützenmoos (Physcomitrella patens), das zentral an dieser schnellen Signalleitung beteiligt ist. Der Originaltitel der Veröffentlichung lautet "A PIIB-type Ca2+-ATPase is essential for stress adaptation in Physcomitrella patens". Neben PD Dr. Wolfgang Frank und Prof. Dr. Ralf Reski arbeiteten Enas Qudeimat, Dr. Alexander M.C. Faltusz, Dr. Glen Wheeler, Daniel Lang und Prof. Colin Bronwlee an dem Projekt mit.

Nach einem sogenannten "Spike" pumpt das Protein Ca2+-ATPase überschüssige Kalzium-Ionen aus dem Zytoplasma in die als "Vorratsbehälter" in den Mooszellen fungierenden kleinen Vakuolen. Diese Zellorganellen unterscheiden sich von der lang bekannten Zentralvakuole und wurden erst vor kurzem entdeckt. Ihre Funktion innerhalb der Pflanzenzelle war zunächst nicht bekannt. Somit ist die neu entdeckte pflanzliche Kalzium-ATPase zentral an der Ausbildung des Kalziummusters in der Zelle beteiligt. Moose, in denen die Freiburger Biologen dieses Protein gezielt ausgeschaltet hatten, konnten auf erhöhten Salzkonzentrationen nicht überleben.

Die Forscher der Universität Freiburg hoffen nun, dass sich das neue Wissen auf Nutzpflanzen übertragen lässt, um sie so widerstandsfähiger gegenüber versalzten Böden zu machen. Versalzte Böden sind besonders in Entwicklungsländern ein großes Problem.

Gefördert wurden die Arbeiten der Freiburger Biologen von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG), dem Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) über die Freiburger Initiative für Systembiologie (FRISYS) sowie der Exzellenzinitiative von Bund und Ländern über das Zentrum für Biologische Signalstudien (bioss). Die Erstautorin der Veröffentlichung, Enas Qudeimat, ist eine Stipendiatin des Deutschen Akademischen Auslandsdienstes (DAAD).

Kontakt:
Prof. Dr. Ralf Reski
PD Dr. Wolfgang Frank
Fakultät für Biologie
Lehrstuhl Pflanzenbiotechnologie
Tel.: 0761/203-6968
Fax: 0761/203-6967
E-Mail: pbt@biologie.uni-freiburg.de

Rudolf-Werner Dreier | idw
Weitere Informationen:
http://www.plant-biotech.net

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Zebras: Immer der Erinnerung nach
24.05.2017 | Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseen

nachricht Wichtiges Regulator-Gen für die Bildung der Herzklappen entdeckt
24.05.2017 | Universität Basel

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: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Im Focus: Turmoil in sluggish electrons’ existence

An international team of physicists has monitored the scattering behaviour of electrons in a non-conducting material in real-time. Their insights could be beneficial for radiotherapy.

We can refer to electrons in non-conducting materials as ‘sluggish’. Typically, they remain fixed in a location, deep inside an atomic composite. It is hence...

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochspannung für den Teilchenbeschleuniger der Zukunft

24.05.2017 | Physik Astronomie

3D-Graphen: Experiment an BESSY II zeigt, dass optische Eigenschaften einstellbar sind

24.05.2017 | Physik Astronomie

Optisches Messverfahren für Zellanalysen in Echtzeit - Ulmer Physiker auf der Messe "Sensor+Test"

24.05.2017 | Messenachrichten