Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wachstumshormone der Pflanzen: Wenn Gegenspieler kooperieren

24.06.2010
Stammzellforscher aus Heidelberg und Tübingen untersuchen Wirkungsgeflecht von Auxin und Cytokinin

Die beiden wichtigsten Wachstumshormone von Pflanzen, die beim Wachstumspotential und bei der Ausbildung von Blättern oder Blüten bislang als Gegenspieler verstanden wurden, können durchaus auch synergetisch wirken. Die Wirkungen der Hormone Auxin und Cytokinin sind weitaus enger vernetzt als bislang angenommen. Das haben Wissenschaftler aus Heidelberg, Tübingen und Umea (Schweden) anhand von Experimenten an einem Modellorganismus der Biologie, der Ackerschmalwand Arabidopsis thaliana, nachgewiesen. Ihre Ergebnisse zum Wirkungsgeflecht von Pflanzenhormonen veröffentlicht das Forscherteam unter Leitung von Prof. Dr. Jan Lohmann, Stammzellbiologe an der Universität Heidelberg, in „Nature“.

Alle oberirdischen Teile einer Pflanze – Blätter, Blüten, Stängel und Samen – entspringen letztlich einem winzigen Gewebebereich an der Spitze des Sprosses. Die in ihm enthaltenen totipotenten Stammzellen bleiben während der gesamten Lebenszeit einer Pflanze aktiv. Im Gegensatz zu Tieren können Pflanzen daher über viele Jahre hinweg weiter wachsen und zugleich neue Organe ausbilden. In diesem Zusammenhang wirkt Auxin am Rand der Wachstumszone darauf hin, dass Zellen den Stammzellpool verlassen, sich differenzieren und zum Beispiel Blätter und Blüten bilden. Cytokinin dagegen regt die Stammzellen zu selbsterneuernden Teilungen an; seine Aufgabe ist es, die Zahl der Zellen und somit das Wachstumspotential der Pflanze aufrechtzuerhalten.

Über welche genetischen Faktoren das Cytokinin beim Wachstum der Pflanze seine Wirkung entfaltet, ist zum Teil bereits bekannt. Mit ihren komplexen Experimenten an der Ackerschmalwand, die sich auf die Wachstumszone an der Spitze des Sprosses konzentrieren, haben Prof. Lohmann und sein Team die Funktion des Auxin in diesem Wirkungsgeflecht der Hormone untersucht. Dabei hat sich gezeigt, dass sich Auxin direkt in eine „Rückkopplungsschleife“ einschaltet: Zwei von Cytokinin aktivierte Gene – ARR7 und ARR15 – begrenzen die Cytokinin-Wirkung. Auxin hingegen hemmt diese beiden Gene und verstärkt somit die Effekte von Cytokinin.

„Man kann die Rolle des Auxin als positive Rückmeldung an den Stammzellpool betrachten“, erläutert Prof. Lohmann. „Wenn es die Zellen am Rande der Wachstumszone zur Ausbildung von Organen anregt, muss es gleichzeitig dafür sorgen, dass genügend Stammzellen nachgeliefert werden.“ So wird verhindert, dass die Stammzellzahl unter eine kritische Grenze absinkt, was für Wachstum und Überleben der Pflanze von zentraler Bedeutung ist. „Wir beginnen allmählich zu verstehen, wie das Regelwerk von Hormonen und Genen ineinander greift, um die Aktivität der Wachstumszone aufrechtzuerhalten. Bereits jetzt ist klar, dass hormonelle und genetische Faktoren vielfach miteinander verschaltet sind und sich gegenseitig beeinflussen. Es gibt keine Solisten.“

Neben Jan Lohmann, Zhong Zhao und Andrej Miotk von der Abteilung für Stammzellbiologie am Institut für Zoologie der Universität Heidelberg sind an den Forschungsarbeiten auch Stig U. Andersen und Sebastian J. Schultheiss vom Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie und dem Friedrich-Miescher-Laboratorium in Tübingen beteiligt. Aus Schweden gehören dem Forscherteam Karin Ljung und Karel Dolezal vom Umea Plant Science Center an.

Originalveröffentlichung:
Z. Zhao, S.U. Andersen, K. Ljung, K. Dolezal, A. Miotk, S.J. Schultheiss, J.U. Lohmann: Hormonal control of the shoot stem-cell niche, Nature (24 June 2010), doi: 10.1038/nature09126
Kontakt:
Prof. Dr. Jan Lohmann
Institut für Zoologie
Telefon (06221) 54-6269
jlohmann@meristemania.org

Marietta Fuhrmann-Koch | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-heidelberg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur
17.08.2017 | Deutsches Krebsforschungszentrum

nachricht Magenkrebs: Auch Bakterien können Auslöser sein
17.08.2017 | Charité – Universitätsmedizin Berlin

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: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Im Focus: Exotic quantum states made from light: Physicists create optical “wells” for a super-photon

Physicists at the University of Bonn have managed to create optical hollows and more complex patterns into which the light of a Bose-Einstein condensate flows. The creation of such highly low-loss structures for light is a prerequisite for complex light circuits, such as for quantum information processing for a new generation of computers. The researchers are now presenting their results in the journal Nature Photonics.

Light particles (photons) occur as tiny, indivisible portions. Many thousands of these light portions can be merged to form a single super-photon if they are...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

Sensibilisierungskampagne zu Pilzinfektionen

15.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Scharfe Röntgenblitze aus dem Atomkern

17.08.2017 | Physik Astronomie

Fake News finden und bekämpfen

17.08.2017 | Interdisziplinäre Forschung

Effizienz steigern, Kosten senken!

17.08.2017 | Messenachrichten