Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Von der Medizin lernen - Neue chemische Werkzeuge für die Pflanzenforschung

18.08.2014

Einen neuen Weg zur Untersuchung der Signalwege in Pflanzen gehen Prof. Dr. Markus Kaiser vom Zentrum für Medizinische Biotechnologie (ZMB) der Universität Duisburg-Essen (UDE) und Dr. Erich Kombrink vom Max Planck Institut für Pflanzenzüchtungsforschung in Köln.

In der neuesten Ausgabe der Zeitschrift „Nature Chemical Biology“ stellen die Wissenschaftler ein kleines Molekül vor, das die Wirkung des Pflanzenhormons Jasmonsäure unterbindet. Dabei setzen sie auf ein in der Medizin etabliertes Verfahren.

Bislang galt: Wer Neues über Prozesse in Pflanzen erfahren will, kann einzelne Gene abschalten und die Veränderungen studieren. Aber diese Strategie hat ihre Grenzen. Das zeigt der Blick auf die Jasmonsäure. Dieses Hormon beeinflusst die Blütenbildung, das Wurzelwachstum, den Fraß- und Infektionsschutz, die Wundheilung, die Alterung der Pflanzen und vieles mehr.

Bisher ist nur ein einziger Signalweg für dieses Hormon entdeckt worden, der aber nicht die breite Wirkung der Jasmonsäure erklären kann. Es muss also noch andere, bisher unentdeckte Signalwege und Wirkmechanismen geben.

Um mehr darüber zu erfahren, sind alternative Forschungsansätze notwendig. Kaiser und Kombrink setzten daher auf ein Verfahren, das sich in der Medizin – beispielsweise bei Chemotherapien – bewährt hat: Sie suchten nach niedermolekularen Verbindungen, die spezifisch ausgewählte Signalwege blockieren. In der Pflanzenbiologie ist das noch relativ neu.

Um die Verbindungen zu finden, führten sie ein Testverfahren mit intakten Pflanzen durch und prüften eine Reihe chemischer Substanzen auf ihre Wirkung. Von 1.728 Verbindungen identifizierten die Forscher zunächst 16 Substanzen, die den Signalweg der Jasmonsäure versperren. Nach weiteren Untersuchungen entpuppte sich allerdings nur eine einzige Substanz (Jarin-1) als spezifischer Inhibitor.

Wo genau greift dieser Hemmstoff an? Die Wissenschaftler suchten auch danach. Bekanntlich beginnt der Signalweg damit, dass das Enzym JAR1 die Jasmonsäure mit der Aminosäure Isoleucin verknüpft. Das entstehende Produkt führt über Umwege dazu, dass die Gene abgelesen werden, die für die jeweilige Wirkung der Jasmonsäure nötig sind. Kaiser und Kombrink konnten zeigen, dass, wenn das Molekül Jarin-1 das Enzym JAR1 attackiert, der Signalweg unterbrochen wird.

Jarin-1 scheint auf eine Vielzahl pflanzenbiologischer Fragen anwendbar zu sein, vermuten die Forscher. Denn es funktioniert auch in Candamine hirsuta, dem behaarten Schaumkraut.

Was ist das Besondere dieses Ansatzes? Kleine Moleküle sind interessante neue Werkzeuge für die Pflanzenforschung. Die Wissenschaftler haben beispielhaft gezeigt, wie man diese systematisch charakterisieren sowie deren Wirkung, ihr Angriffsziel und mögliche Anwendungen ermitteln kann.

Christian Meesters et al.: A chemical inhibitor of jasmonate signaling targets JAR1 in Arabidopsis thaliana, in: Nature Chemical Biology, 17. August 2014;
http://www.nature.com/nchembio/journal/vaop/ncurrent/full/nchembio.1591.html
http://dx.doi.org/10.1038/nchembio.1591

Weitere Informationen:
Prof. Dr. Markus Kaiser, Universität Duisburg-Essen, Tel. 0201/183-4980, markus.kaiser@uni-due.de
Dr. Erich Kombrink, Max-Planck-Institut für Pflanzenzüchtungsforschung, Tel. 0221/5062-320, kombrink@mpipz.mpg.de

Weitere Informationen:

http://dx.doi.org/10.1038/nchembio.1591
http://www.nature.com/nchembio/journal/vaop/ncurrent/full/nchembio.1591.html

Beate Kostka | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Krebsdiagnostik: Pinkeln statt Piksen?
25.05.2018 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

nachricht Kugelmühlen statt Lösungsmittel: Nanographene mit Mechanochemie
25.05.2018 | Technische Universität Dresden

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: Starke IT-Sicherheit für das Auto der Zukunft – Forschungsverbund entwickelt neue Ansätze

Je mehr die Elektronik Autos lenkt, beschleunigt und bremst, desto wichtiger wird der Schutz vor Cyber-Angriffen. Deshalb erarbeiten 15 Partner aus Industrie und Wissenschaft in den kommenden drei Jahren neue Ansätze für die IT-Sicherheit im selbstfahrenden Auto. Das Verbundvorhaben unter dem Namen „Security For Connected, Autonomous Cars (SecForCARs) wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung mit 7,2 Millionen Euro gefördert. Infineon leitet das Projekt.

Bereits heute bieten Fahrzeuge vielfältige Kommunikationsschnittstellen und immer mehr automatisierte Fahrfunktionen, wie beispielsweise Abstands- und...

Im Focus: Powerful IT security for the car of the future – research alliance develops new approaches

The more electronics steer, accelerate and brake cars, the more important it is to protect them against cyber-attacks. That is why 15 partners from industry and academia will work together over the next three years on new approaches to IT security in self-driving cars. The joint project goes by the name Security For Connected, Autonomous Cars (SecForCARs) and has funding of €7.2 million from the German Federal Ministry of Education and Research. Infineon is leading the project.

Vehicles already offer diverse communication interfaces and more and more automated functions, such as distance and lane-keeping assist systems. At the same...

Im Focus: Mit Hilfe molekularer Schalter lassen sich künftig neuartige Bauelemente entwickeln

Einem Forscherteam unter Führung von Physikern der Technischen Universität München (TUM) ist es gelungen, spezielle Moleküle mit einer angelegten Spannung zwischen zwei strukturell unterschiedlichen Zuständen hin und her zu schalten. Derartige Nano-Schalter könnten Basis für neuartige Bauelemente sein, die auf Silizium basierende Komponenten durch organische Moleküle ersetzen.

Die Entwicklung neuer elektronischer Technologien fordert eine ständige Verkleinerung funktioneller Komponenten. Physikern der TU München ist es im Rahmen...

Im Focus: Molecular switch will facilitate the development of pioneering electro-optical devices

A research team led by physicists at the Technical University of Munich (TUM) has developed molecular nanoswitches that can be toggled between two structurally different states using an applied voltage. They can serve as the basis for a pioneering class of devices that could replace silicon-based components with organic molecules.

The development of new electronic technologies drives the incessant reduction of functional component sizes. In the context of an international collaborative...

Im Focus: GRACE Follow-On erfolgreich gestartet: Das Satelliten-Tandem dokumentiert den globalen Wandel

Die Satellitenmission GRACE-FO ist gestartet. Am 22. Mai um 21.47 Uhr (MESZ) hoben die beiden Satelliten des GFZ und der NASA an Bord einer Falcon-9-Rakete von der Vandenberg Air Force Base (Kalifornien) ab und wurden in eine polare Umlaufbahn gebracht. Dort nehmen sie in den kommenden Monaten ihre endgültige Position ein. Die NASA meldete 30 Minuten später, dass der Kontakt zu den Satelliten in ihrem Zielorbit erfolgreich hergestellt wurde. GRACE Follow-On wird das Erdschwerefeld und dessen räumliche und zeitliche Variationen sehr genau vermessen. Sie ermöglicht damit präzise Aussagen zum globalen Wandel, insbesondere zu Änderungen im Wasserhaushalt, etwa dem Verlust von Eismassen.

Potsdam, 22. Mai 2018: Die deutsch-amerikanische Satellitenmission GRACE-FO (Gravity Recovery And Climate Experiment Follow On) ist erfolgreich gestartet. Am...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Im Fokus: Klimaangepasste Pflanzen

25.05.2018 | Veranstaltungen

Größter Astronomie-Kongress kommt nach Wien

24.05.2018 | Veranstaltungen

22. Business Forum Qualität: Vom Smart Device bis zum Digital Twin

22.05.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Berufsausbildung mit Zukunft

25.05.2018 | Unternehmensmeldung

Untersuchung der Zellmembran: Forscher entwickeln Stoff, der wichtigen Membranbestandteil nachahmt

25.05.2018 | Interdisziplinäre Forschung

Starke IT-Sicherheit für das Auto der Zukunft – Forschungsverbund entwickelt neue Ansätze

25.05.2018 | Informationstechnologie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics