Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Pflanzen stehen beim Sex auf Abwehrproteine

02.06.2010
Regensburger Wissenschaftler liefern neue Erkenntnisse über die Abläufe bei der pflanzlichen Befruchtung

Pflanzen und Tiere haben seit ihrer Entstehung vielfältige Formen von Abwehrmechanismen entwickelt, um sich gegen Krankheitserreger zu wehren. Proteine haben in diesem ständigen Wettkampf zwischen Bakterien und Pilzen auf der einen und Pflanzen und Tieren auf der anderen Seite eine bedeutende Rolle gespielt. So entwickelte sich beispielsweise eine ganze Reihe von Abwehrproteinen (sogenannte Defensine und Defensin-ähnliche Proteine) zu einem essentiellen Bestandteil des pflanzlichen Immunsystems.

Dass solche Proteine für Pflanzen auch eine wichtige Rolle beim Sex bzw. bei der Befruchtung spielen, haben nun Regensburger Wissenschaftler herausgefunden. Das Forscherteam um Prof. Dr. Thomas Dresselhaus vom Regensburger Zentrum für Biochemie und Biophysik konnte dies über Untersuchungen an der Nutzpflanze Mais nachweisen. Eine besondere Form von Abwehrproteinen, sogenannte ZmES1-4 Defensine, werden demnach vom Eiapparat der Pflanze ausgeschüttet und öffnen Kalium-Ionen-Kanäle beim männlichen Geschlechtspartner, wodurch die männlichen Spermazellen explosionsartig freigesetzt werden. Erst hierdurch kann es anschließend zu einer Befruchtung kommen. Die Ergebnisse der Regensburger Forscher versprechen neuartige Anwendungsmöglichkeiten, um die Barrieren zwischen derzeit noch nicht kreuzbaren Nutzpflanzen zu überwinden.

Die Beobachtungen der Regensburger Wissenschaftler wurden vor kurzem in der renommierten Fachzeitschrift PLoS Biology veröffentlicht (doi:10.1371/journal.pbio.1000388). Bereits im vergangenen Jahr haben die Biologen der Universität Regensburg gemeinsam mit Kollegen der Nagoya Universität in Japan in der Fachzeitschrift „Nature“ (10. März 2009) Defensin-ähnliche Proteine beschrieben, die bei Blütenpflanzen den männlichen Geschlechtszellen den Weg zum Eiapparat aufzeigen.

Defensine in der Pflanzenwelt und im Tierreich:
Mit Ausnahme der hoch entwickelten Säugetiere benötigen Pflanzen und Tiere Defensine zur Abwehr von verschiedenen Krankheitserregern. Bei Tieren werden Defensine aber auch für die Abwehr von höheren Organismen oder für den Beutefang benutzt. Einige bekannte tierische Defensin-ähnliche Proteine sind als Toxine in den Giften von Schlangen, Skorpionen, Meeresschnecken und sogar der Honigbiene bekannt.

Eine völlig neue Beobachtung ist die Rolle der Proteine beim Sex. In den 1990er Jahren wurden erstmals Defensin-ähnliche Proteine in den männlichen Geschlechtsorganen der Ratte beschrieben. Die Funktion ist allerdings bis heute nicht bekannt. Pflanzen erzeugen ebenfalls sehr viele Varianten von Defensinen in den jeweiligen männlichen und weiblichen Geschlechtsorganen. Bis vor kurzem ging man lediglich davon aus, dass diese Proteine die Geschlechtszellen und den sich nach der Befruchtung entwickelnden Samen vor Krankheitserregern schützen.

Die Regensburger Forschungsergebnisse deuten an, dass bereits die ersten Landpflanzen (vor etwa 470 Millionen Jahren) und gerade auch die Blütenpflanzen, die vor etwa 170 Millionen Jahren entstanden sind, Mechanismen der Krankheitsabwehr benutzt und angepasst haben, um unterschiedliche Interaktionsmöglichkeiten zwischen männlichen und weiblichen Geschlechtspartnern zu entwickeln und dabei Spermazellen zur Befruchtung zu entlassen. Diese Erkenntnisse werfen ein gänzlich neues Licht auf die Evolution der Vorgänge auf molekularer Ebene, die bei Blütenpflanzen zur Befruchtung notwendig sind.

Ansprechpartner für Medienvertreter:
Prof. Dr. Thomas Dresselhaus
Universität Regensburg
Regensburger Zentrum für Biochemie und Biophysik
Tel.: 0941 943-3016
Thomas.Dresselhaus@biologie.uni-regensburg.de

Alexander Schlaak | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-regensburg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Boost für Lipidforschung: Grazer Forscher erleichtern Lipidanalyse
24.10.2017 | Technische Universität Graz

nachricht Salmonellen als Medikament gegen Tumore
23.10.2017 | Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung

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: Salmonellen als Medikament gegen Tumore

HZI-Forscher entwickeln Bakterienstamm, der in der Krebstherapie eingesetzt werden kann

Salmonellen sind gefährliche Krankheitserreger, die über verdorbene Lebensmittel in den Körper gelangen und schwere Infektionen verursachen können. Jedoch ist...

Im Focus: Salmonella as a tumour medication

HZI researchers developed a bacterial strain that can be used in cancer therapy

Salmonellae are dangerous pathogens that enter the body via contaminated food and can cause severe infections. But these bacteria are also known to target...

Im Focus: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Konferenz IT-Security Community Xchange (IT-SECX) am 10. November 2017

23.10.2017 | Veranstaltungen

Die Zukunft der Luftfracht

23.10.2017 | Veranstaltungen

Ehrung des Autors Herbert W. Franke mit dem Kurd-Laßwitz-Sonderpreis 2017

23.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Boost für Lipidforschung: Grazer Forscher erleichtern Lipidanalyse

24.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Bildung von Magma-Ozeanen auf Exoplaneten erforscht

24.10.2017 | Physik Astronomie

Magma sucht sich nach Flankenkollaps neue Wege

23.10.2017 | Geowissenschaften