Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Eine molekulare Sonde zur Überwachung des Stoffwechsels von Pflanzen

11.10.2011
Wie lässt sich die Aktivität eines Enzyms in einem lebenden Organismus kontrollieren?

Eine häufig angewandte Methode besteht darin, dass kodierende Gen des zu kontrollierenden Enzyms zu modifizieren. Aber es gibt auch andere Methoden, vor allem der Einsatz von kleinen organischen Molekülen. Diese agieren direkt am Enzym und ermöglichen so ein genauere Kontrolle der Enzymtätigkeit und damit des lebenden Organismus.

Forscher der CEA [1], des INRA [2], des CNRS [3] und der Universitäten Joseph Fourier in Grenoble und Montpellier 2 gehörten zu den ersten, die diese Methode, auch als “chemische Genetik” bekannt, an einem pflanzlichen Organismus Arabidopsis thaliana testeten. Sie brauchten 10 Jahre um die richtige Verbindung aus insgesamt 24.000 Molekülen auszuwählen, anschließend 250 ähnliche Verbindungen zu synthetisieren und ihre Wirkungsweise vom isolierten Enzym bis hin zur kompletten Pflanze zu charakterisieren. Dieses kleine Molekül – oder molekulare Sonde -, das schließlich verwendet wurde, um das Enzym MGD1 zu beeinflussen, erhielt den Namen “Galvestine-1″.

Das Enzym MGD1 ist verantwortlich für die Synthese von Galactolipiden – wichtige Komponenten der photosynthetischen Membranen. Galactolipide sind die am häufigsten vorkommenden und wichtigsten Lipide der Biosphäre: Wird das für das Enzym MGD1 kodierende Gen entfernt, verursacht das den Tod der Pflanze. Mit dieser innovativen Methode der “chemischen Genetik” konnten die Wissenschaftler die Rolle der Galactolipide bei der pflanzlichen Entwicklung nachweisen. Die Ergebnisse wurden am 25. September 2011 in der Fachzeitschrift Nature Chemical Biology veröffentlicht. [4]

“Galvestine-1″ ermöglichte den Forschern die Untersuchung der Reaktionen der Arabidopsis thaliana bei unterschiedlichen Galactolipide-Mengen. Indem sie die molekulare Sonde an der gewünschten Stelle und im gewünschten Entwicklungsstadium einsetzten, konnten sie den Stoffwechsel der Lipide sehr genau kontrollieren. Sie brachten beispielsweise “Galvestine-1″ auf den Pollenschlauch auf, durch den die männlichen zu den weiblichen Geschlechtszellen zum Zwecke der Befruchtung gelangen und konnten so die entscheidende Rolle der Galactolipide bei der Pollenkeimung aufzeigen.

Neben der Bedeutung für ein besseres Verständnis der grundlegenden Mechanismen in der Pflanzenphysiologie eröffnet dieser Ansatz der “chemischen Genetik” den Weg für die Entwicklung verschiedener organischer Moleküle. Dabei interessieren sich die Forscher insbesondere für die Herstellung von optimierten Lipiden für zahlreiche biotechnologische Anwendungen, wie z.B. die Entwicklung von Herbiziden.

[1] CEA – Behörde für Atomenergie und alternative Energien – http://www.cea.fr

[2] INRA – französisches Institut für Agrarforschung – http://www.inra.fr

[3] CNRS – französisches Zentrum für wissenschaftliche Forschung – http://www.cnrs.fr

[4] Originalpublikation: “Chemical inhibitors of monogalactosyldiacylglycerol synthases in Arabidopsis thaliana “, Nature Chemical Biology, online, 25.09.2011

Quellen:

- Pressemitteilung der CEA – 26.09.2011 -
http://www.cea.fr/le_cea/actualites/la_sonde_moleculaire_galvestine-1-63502
- Pressemitteilung des INRA – 26.09.2011 -
http://www.inra.fr/presse/sonde_moleculaire_galvestine
Redakteurin: Myrina Meunier, myrina.meunier@diplomatie.gouv.fr

Myrina Meunier | Wissenschaft-Frankreich
Weitere Informationen:
http://www.wissenschaft-frankreich.de
http://www.wissenschaft-frankreich.de/de/umwelt-klima-agronomie/eine-molekulare-sonde-zur-uberwachung-des-stoffwechsels-von-pflanzen/

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