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Stickstoffmonoxid aktiviert Immunabwehr bei Säugetieren und bei Pflanzen

19.08.2010
Auch Pflanzen haben ein lernfähiges Immunsystem, eine sogenannte sytemische Resistenz*.

Wissenschaftler am Helmholtz Zentrum München haben herausgefunden, dass dabei dieselben Redox-Prozesse eine zentrale Rolle spielen, die sich auch bei Säugetieren finden lassen Die Ergebnisse wurden am 17. August 2010 im Online-Portal des weltweit führenden Fachjournals auf dem Gebiet der Pflanzenwissenschaften, THE PLANT CELL, veröffentlicht.

Die Abwehr von Krankheitserregern bei Pflanzen wird durch Stickstoffmonooxid (NO) aktiviert, wie die Wissenschaftler um Dr. Christian Lindermayr und Prof. Dr. Jörg Durner vom Institut für Biochemische Pflanzenpathologie des Helmholtz Zentrums München zeigen konnten. Der molekulare Schalter zu dieser Abwehr ist das Protein NPR1 (non-expressor of pathogenesis-related genes 1). Ausgeschaltet liegt es in der Zelle als Oligomer vor: das bedeutet, mehrere Einheiten sind zu einem Komplex verbunden. Wird NPR1 durch NO aktiviert, so fallen die Einheiten auseinander, wandern einzeln in den Zellkern und aktivieren dort die zur Abwehr notwendigen Gene. Stickoxid als Botenstoff der angeborenen Immunität (Innate Immunity), spielt sowohl bei Säugetieren wie auch bei Pflanzen eine wichtige Rolle.

Die Arbeiten von Lindermayr und Durner zeigen, wie die Abwehrkaskade aktiviert wird und tragen darüber hinaus zum grundsätzlichen Verständnis der komplexen Redox-Regulation bei. Redoxreaktionen sind außer bei angeborener Immunität auch bei Reaktionen auf Stress und Zelltod wichtig. „Von besonderem Interesse für uns ist es, wie bei der Abwehr die Signalübertragung in der Zelle funktioniert und wie die Abwehr-Gene aktiviert werden“, sagt Durner.

*Hintergrund und weiterführende Informationen:
Sytemische Resistenz: Auch Pflanzen haben Abwehr- oder Resistenzmechanismen, die sie – ähnlich dem menschlichen Immunsystem – während ihrer Lebensspanne erwerben: man spricht von induzierter oder erworbener Resistenz. Unterschiedliche Mechanismen bestimmen, ob die Pflanze spezifisch oder unspezifisch reagiert und ob die Reaktion lokal begrenzt oder systemisch ist, d. h. auf den ganzen Organismus erstreckt. Wie beim Menschen auch ist der Abwehrmechanismus gegen eine spezifische Noxe erworben, die grundsätzliche Fähigkeit dazu aber angeboren (innate immunity).

Stickoxid (Stickstoffmonoxid, NO) ist ein weit verbreiteter Botenstoff zur Übertragung von Signalen: er spielt bei Pflanzen und Tieren eine wichtige Rolle.

Originalveröffentlichung: Christian Lindermayr et al.: Redox Regulation of the NPR1-TGA1 System of Arabidopsis thaliana by Nitric Oxide. Plant Cell Advance Online Publication, Published on August 17, 2010; http://www.plantcell.org/cgi/doi/10.1105/tpc.109.066464

Das Helmholtz Zentrum München ist das deutsche Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt. Als führendes Zentrum mit der Ausrichtung auf Environmental Health erforscht es chronische und komplexe Krankheiten, die aus dem Zusammenwirken von Umweltfaktoren und individueller genetischer Disposition entstehen. Das Helmholtz Zentrum München beschäftigt rund 1.700 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter. Der Hauptsitz des Zentrums liegt in Neuherberg im Norden Münchens auf einem 50 Hektar großen Forschungscampus. Das Helmholtz Zentrum München gehört der größten deutschen Wissenschaftsorganisation, der Helmholtz-Gemeinschaft an, in der sich 16 naturwissenschaftlich-technische und medizinisch-biologische Forschungszentren mit etwa 30.000 Beschäftigten zusammengeschlossen haben.

Ansprechpartner für Medienvertreter
Sven Winkler, Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (GmbH), Ingolstädter Landstraße 1 85764 Neuherberg; Tel. 089-3187-3946, Fax 089-3187-3324, E-Mail: presse@helmholtz-muenchen.de

Michael van den Heuvel | Helmholtz-Zentrum
Weitere Informationen:
http://www.helmholtz-muenchen.de
http://www.plantcell.org/cgi/doi/10.1105/tpc.109.066464

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