Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie Pflanzen ihre Abwehrkräfte stärken

12.06.2013
Biologen der Universität Bielefeld entdecken Wirkmechanismus

Nicht nur Menschen, auch Pflanzen leiden unter Stress. Lichtüberschuss, Wassermangel, Hitze und Schädlinge sind Beispiele von Umweltfaktoren, die oft zeitgleich auf Pflanzen einwirken, ihre Fitness beeinträchtigen und den landwirtschaftlichen Ertrag verringern.

Pflanzen erkennen diese Umweltfaktoren und starten Reaktionsprogramme, um zu überleben und ihre Fitness zurückzugewinnen. Kontrolliert werden diese Programme von Pflanzenhormonen. Nun haben die Bielefelder Biologen Professor Dr. Karl-Josef Dietz und Dr. Andrea Viehhauser innerhalb eines internationalen Forschungsprojekts einen bislang unbekannten Mechanismus entdeckt:

Sie konnten nachweisen, wie Pflanzen nach Verwundung und unter ungünstigen Umweltbedingungen ihre Abwehrkraft mithilfe des Pflanzenhormons Oxophytodiensäure stärken. Die Befunde wurden am 4. Juni in der Fachzeitschrift „Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America“ veröffentlicht.

Oxophytodiensäure ist die Vorstufe des Pflanzenhormons Jasmonsäure. Bereits seit Anfang der Achtzigerjahre ist bekannt, dass Jasmonsäure, der Grundstoff des Jasmindufts, Abwehrreaktionen nach Verwundung und gegen Fressfeinde steuert. Und seit 1993 wurde vermutet, dass Oxophytodiensäure ebenfalls derartige Signale aussendet. Diesen Verdacht konnten Dietz und Viehhauser nun bestätigen und den molekularen Mechanismus aufklären: Oxophytodiensäure bindet in den Chloroplasten, dem Ort der Photosynthese, an das Protein Cyclophilin 20-3 und fördert den Aufbau von Antioxidantien.
Die Antioxidantien aktivieren in diesem Fall die Abwehrgene im Zellkern und steigern so die Widerstandskräfte der Pflanze. Die Entdeckung ermöglicht innovative Ansätze zur Erhöhung der Toleranz von Pflanzen gegenüber Umweltstress. Dadurch könnten beispielsweise Ernteerträge von Pflanzen gesteigert werden. Karl-Josef Dietz und Andrea Viehhauser, beide tätig am Lehrstuhl für Biochemie und Physiologie der Pflanzen der Universität Bielefeld, beschäftigen sich seit etwa sechs Jahren mit diesem Thema.

„Interessant ist, dass Oxophytodiensäure an die Proteinklasse der Cyclophiline bindet. Denn in der Biologie waren Cyclophiline bislang vor allem in einem anderen Kontext bekannt“, sagt Professor Dietz. „Ursprünglich waren sie im menschlichen Organismus gefunden worden, wo sie unter anderem an Abstoßungsreaktionen nach Organtransplantationen beteiligt sind.“ Das menschliche Cyclophilin A und das pflanzliche Cyclophilin 20-3 sind verwandt und haben ähnliche Wirkmechanismen. Der neue Befund ist aber ein Beispiel dafür, wie unterschiedlich die Funktionen zweier verwandter Proteine sein können: Während das pflanzliche Protein in Verbindung mit dem Pflanzenhormon für die Abwehrkräfte der Pflanze förderlich ist, hat das menschliche Protein eine nach Organtransplantationen und bei der Tumorentwicklung unerwünschte Wirkung.

Originalveröffentlichung:
Sang-Wook Park, Wei Li, Andrea Viehhauser, Bin He, Soonok Kim, Anders K. Nilsson, Mats X. Andersson, Joshua D. Kittle, Madana M. R. Ambavaram, Sheng Luan, Alan R. Esker, Dorothea Tholl, Daniela Cimini, Mats Ellerström, Gitta Coaker, Thomas K. Mitchell, Andy Pereira, Karl-Josef Dietz, Christopher B. Lawrence, „Cyclophilin 20-3 relays a 12-oxo-phytodienoic acid signal during stress responsive regulation of cellular redox homeostasis”. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 110: 9559-9564, 4. Juni 2013: http://dx.doi.org/10.1073/pnas.1218872110

Kontakt:
Prof. Dr. Karl-Josef Dietz, Universität Bielefeld
Fakultät für Biologie
Telefon: 0521 106-5589
E-Mail: karl-josef.dietz@uni-bielefeld.de

Ingo Lohuis | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-bielefeld.de
http://dx.doi.org/10.1073/pnas.1218872110

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Möglicher Zell-Therapieansatz gegen Zytomegalie
22.02.2017 | Medizinische Hochschule Hannover

nachricht Erster Atemzug prägt Immunsystem nachhaltig
22.02.2017 | CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften

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: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Im Focus: Innovative Antikörper für die Tumortherapie

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig von diesen teuren Medikamenten profitieren, wird intensiv an deren Verbesserung gearbeitet. Forschern um Prof. Thomas Valerius an der Christian Albrechts Universität Kiel gelang es nun, innovative Antikörper mit verbesserter Wirkung zu entwickeln.

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig...

Im Focus: Durchbruch mit einer Kette aus Goldatomen

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des Wärmetransportes

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

6. Internationale Fachkonferenz „InnoTesting“ am 23. und 24. Februar 2017 in Wildau

22.02.2017 | Veranstaltungen

Wunderwelt der Mikroben

22.02.2017 | Veranstaltungen

Der Lkw der Zukunft kommt ohne Fahrer aus

21.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Ursache für eine erbliche Muskelerkrankung entdeckt

22.02.2017 | Medizin Gesundheit

Möglicher Zell-Therapieansatz gegen Zytomegalie

22.02.2017 | Biowissenschaften Chemie

Meeresforschung in Echtzeit verfolgen

22.02.2017 | Geowissenschaften