Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wege des Wachstums: Neues Protein für Hormontransport bei Pflanzen entdeckt

26.01.2009
Hormone steuern nicht nur Entwicklungsprozesse und Stoffwechselvorgänge bei Mensch und Tier, sondern auch bei Pflanzen.

Am wichtigsten ist für sie das Auxin: Ohne dieses Phytohormon würden weder Wurzeln wachsen noch Blüten oder Blätter an der richtigen Stelle sitzen. Die Transportproteine, die Auxin von Zelle zu Zelle transportieren, sind seit längerem bekannt.

Forscher der Technischen Universität München (TUM) haben jetzt ein zusätzliches Protein entdeckt, das an der Verteilung des Hormons beteiligt ist. Ohne diesen "Regler" scheinen die Transportproteine nicht richtig zu funktionieren. Damit haben die Forscher eine neue Ebene der Auxin-Verteilung bei Pflanzen entdeckt.

Pflanzen stehen beim Wachsen - im Gegensatz zu Mensch und Tier - von einer besonderen Herausforderung: Sie müssen immer wieder neue Organe wie Wurzeln oder Blütenblätter an der richtigen Stelle bilden und auswachsen. Dass die Pflanze dabei ihr Leben lang einem perfekten und meistens vorhersagbaren Bauprinzip folgt, liegt am Phytohormon Auxin. Es wird von der Pflanze produziert und reichert sich in sog. Gründerzellen an, aus denen Wurzeln, Blätter oder Blüten entstehen. Wie das Hormon zum Ziel kommt, weiß man bereits: Spezielle Export-Proteine transportieren das Auxin aus der Pflanzenzelle in den Zellzwischenraum und spezielle Import-Proteine tragen es aus dem Zellzwischenraum weiter in die Nachbarzelle - immer im Wechsel, bis zum Bestimmungsort.

Ein Forscherteam um Prof. Claus Schwechheimer vom Lehrstuhl für Systembiologie der Pflanzen am Wissenschaftszentrum Weihenstephan der TUM hat jetzt ein weiteres am Auxintransport beteiligtes Protein entdeckt. Es fiel den Biologen auf, während sie an der Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) als Modellpflanze eine sog. Proteinkinase untersuchten. Professor Schwechheimer erklärt: "Proteinkinasen regulieren quasi wie ein Kippschalter die Aktivität anderer Proteine, indem sie diese durch Anhängen eines Phosphatrests verändern. Uns fiel im konkreten Fall auf, dass die untersuchte Proteinkinase verblüffend ähnlich in der Pflanzenzelle verteilt war wie das bekannte Export-Protein für Auxin."

Gleichzeitig konnten die Grundlagenforscher zeigen, dass Pflanzen, denen diese Proteinkinase fehlt, Probleme bei der Ausbildung von Wurzeln und Blüten haben. Umgekehrt wies das Team nach, dass Pflanzen, die stattdessen zuviel Proteinkinase produzieren, im Vergleich zum normalen Ackerschmalwand-Pflänzchen Wurzeln an ungewöhnlichen Stellen ausbilden können. Die logische Schlussfolgerung aus diesen Beobachtungen und der Gleichverteilung beider Substanzen: Die neu entdeckte Proteinkinase kann das Export-Protein für Auxin verändern - und den Transportweg des Hormons somit kontrollieren. Der Arbeitsgruppe ist es also gelungen, eine neue molekulare Ebene bei der Kontrolle des Auxintransports aufzudecken.

In einem zweiten Schritt untersuchen die Forscher jetzt, an welchen Stellen genau die Proteinkinase das Export-Protein für Auxin verändert. Diese Frage ist durchaus relevant für die Praxis: Auxine finden als Wachstumsregulatoren vielfach Anwendung in Gartenbau und Landwirtschaft, zum Beispiel bei der Stecklingsbewurzelung. Claus Schwechheimer ist sich sicher: "Durch ein genaueres molekulares Verständnis des Auxintransports wird es in Zukunft möglich sein, die Auxine bei der Kontrolle des Pflanzenwachstums gezielter einzusetzen."

Kontakt:
Prof. Dr. Claus Schwechheimer
Lehrstuhl Systembiologie der Pflanzen
Technische Universität München
85354 Freising-Weihenstephan
Telefon: 08161 / 71 - 2880
Email: claus.schwechheimer@wzw.tum.de
Publikation:
Zourelidou, M. et al: The polarly localised D6 PROTEIN KINASE is required for efficient auxin transport in Arabidopsis thaliana. Development (2009): Vol. 136, S. 627-636.

Online-Veröffentlichung unter http://dev.biologists.org/current.shtml, Abstract unter http://dev.biologists.org/cgi/content/abstract/136/4/627.

Der Originalartikel kann bei Bedarf als pdf-Dokument angefordert werden.

Hintergrund:
Die Forschungsarbeit wurde durch eine Sachbeihilfe der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert.

Dr. Ulrich Marsch | idw
Weitere Informationen:
http://www.wzw.tum.de/sysbiol/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Sollbruchstellen im Rückgrat - Bioabbaubare Polymere durch chemische Gasphasenabscheidung
02.12.2016 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

nachricht "Fingerabdruck" diffuser Protonen entschlüsselt
02.12.2016 | Universität Leipzig

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: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Im Focus: Neuer Rekord an BESSY II: 10 Millionen Ionen erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühlt

Magnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt

Ein internationales Team aus Deutschland, Schweden und Japan hat einen neuen Temperaturrekord für sogenannte Quadrupol-Ionenfallen erreicht, in denen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Parkinson-Krankheit und Dystonien: DFG-Forschergruppe eingerichtet

02.12.2016 | Förderungen Preise

Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave

02.12.2016 | Studien Analysen

Nach der Befruchtung übernimmt die Eizelle die Führungsrolle

02.12.2016 | Biowissenschaften Chemie