Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie ein Pilz das Immunsystem von Pflanzen hemmt

27.10.2016

Ein neu entdecktes Protein aus einem Pilz ist dazu in der Lage, das angeborene Immunsystem von Pflanzen zu unterdrücken. Das berichten Forschungsteams aus Köln und Würzburg im Fachblatt „Nature Communications“.

Der Pilz Piriformospora indica besiedelt die Wurzeln unterschiedlichster Pflanzen. Das können Orchideen, Tabak, Gerste oder sogar Moose sein. Dabei dringt er zwar in die Wurzeln ein, schädigt die Pflanzen damit aber nicht. Ganz im Gegenteil: Er kann das Wachstum seiner Pflanzenpartner sogar fördern. Solche und andere Wechselwirkungen, die zwischen dem Pilz und seinen Partnern ablaufen, sind der Wissenschaft bereits bekannt.


Die Bilder zeigen eine Pflanzenwurzel, die vom Pilz Piriformospora indica besiedelt ist. Die grüne Färbung deckt auf, an welchen Stellen sich das Protein FBG1 befindet.

Bild: Stephan Wawra

Über eine neue Facette der Pilz-Pflanze-Beziehung berichten jetzt Forschungsgruppen aus Köln und Würzburg in „Nature Communications“: Die Forscher identifizierten ein Protein, mit dem der Pilz die Immunabwehr der besiedelten Pflanzen unterdrückt. So sorgt er dafür, dass er nicht wie krankheitserregende Pilze attackiert wird und die Beziehung auf Dauer gelingen kann.

Das Protein „Fungal Glucan Binding 1“ (FGB1) bewirkt unter anderem, dass in der Pflanze der „oxidative burst“ unterbleibt. Dabei werden normalerweise aggressive Sauerstoffradikale erzeugt, die potenzielle Krankheitserreger zerstören und das Immunsystem der Pflanze aktivieren.

Protein macht die Pflanze blind für Pilzstrukturen

Wie legt das Protein die Immunabwehr der Pflanze lahm? „Es bindet sich hoch affin und sehr spezifisch an Zuckermoleküle, die in der Zellwand der Pilze sitzen und von der Pflanze normalerweise als ‚fremd‘ erkannt werden“, erklärt Molekularbiologie-Professorin Alga Zuccaro von der Universität zu Köln. FGB1 wirkt wie ein Tarnmantel und verbirgt die fremden Zuckermoleküle vor dem Immunsystem.

Bei den fraglichen Zuckermolekülen handle es sich um beta-1,3/1,6-Glucane, so Chemieprofessor Jürgen Seibel von der Universität Würzburg. Dass Pilz-Glucane das Immunsystem des Menschen in Schwung bringen, ist schon seit Längerem bekannt. Weniger bekannt ist, dass sie auch das Immunsystem der Pflanzen stimulieren können.

Dass aber im Fall von Piriformospora indica die Immunabwehr durch FGB1 unterdrückt wird, das konnten Zuccaro und Seibel nun durch die Kombination des Know-hows ihrer Arbeitsgruppen zeigen. Die Kölner Molekularbiologin ist Expertin für wurzelbesiedelnde Pilze und das pflanzliche Immunsystem, der Würzburger Chemiker ist Fachmann für Zuckermoleküle und deren Funktionen in Zellen und Organismen.

Perspektive für die medizinische Diagnostik

Die neuen Erkenntnisse lassen sich vielleicht in der Medizin und der Pflanzenzüchtung nutzen. Weil das neu entdeckte Protein FGB1 eine so hohe Affinität und Spezifität zu beta-1,6-Glucanen aus Pilzzellwänden hat, eignet es sich womöglich für die Diagnostik von Pilzinfektionen beim Menschen. Außerdem könnte das neue Wissen langfristig zur Züchtung von Pflanzen mit erhöhter Krankheitsresistenz beitragen.

Als nächstes soll untersucht werden, wie die Pflanzen die beta-1,3/1,6-Glucane erkennen und wie genau FGB1 dies unterdrückt.

The fungal-specific ß-glucan-binding lectin FGB1 alters cell-wall composition and suppresses glucan-triggered immunity in plants. Stephan Wawra, Philipp Fesel, Heidi Widmer, Malte Timm, Jürgen Seibel, Lisa Leson, Leona Kesseler, Robin Nostadt, Magdalena Hilbert, Gregor Langen & Alga Zuccaro, Nature Communications,DOI:10.1038/ncomms13188

Kontakt

Prof. Dr. Alga Zuccaro, Universität Köln, T (0221) 470-7170, azuccaro@uni-koeln.de

Prof. Dr. Jürgen Seibel, Universität Würzburg, T (0931) 31-85326, seibel@chemie.uni-wuerzburg.de

Robert Emmerich | Julius-Maximilians-Universität Würzburg
Weitere Informationen:
http://www.uni-wuerzburg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Sehen, hören und fühlen in der Nanowelt
20.11.2017 | Technische Universität Chemnitz

nachricht Wirkstoff hilft „Mondschein-Zellen“ bei DNA-Reparatur
20.11.2017 | CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften

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: Transparente Beschichtung für Alltagsanwendungen

Sport- und Outdoorbekleidung, die Wasser und Schmutz abweist, oder Windschutzscheiben, an denen kein Wasser kondensiert – viele alltägliche Produkte können von stark wasserabweisenden Beschichtungen profitieren. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben Forscher um Dr. Bastian E. Rapp einen Werkstoff für solche Beschichtungen entwickelt, der sowohl transparent als auch abriebfest ist: „Fluoropor“, einen fluorierten Polymerschaum mit durchgehender Nano-/Mikrostruktur. Sie stellen ihn in Nature Scientific Reports vor. (DOI: 10.1038/s41598-017-15287-8)

In der Natur ist das Phänomen vor allem bei Lotuspflanzen bekannt: Wassertropfen perlen von der Blattoberfläche einfach ab. Diesen Lotuseffekt ahmen...

Im Focus: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Im Focus: «Kosmische Schlange» lässt die Struktur von fernen Galaxien erkennen

Die Entstehung von Sternen in fernen Galaxien ist noch weitgehend unerforscht. Astronomen der Universität Genf konnten nun erstmals ein sechs Milliarden Lichtjahre entferntes Sternensystem genauer beobachten – und damit frühere Simulationen der Universität Zürich stützen. Ein spezieller Effekt ermöglicht mehrfach reflektierte Bilder, die sich wie eine Schlange durch den Kosmos ziehen.

Heute wissen Astronomen ziemlich genau, wie sich Sterne in der jüngsten kosmischen Vergangenheit gebildet haben. Aber gelten diese Gesetzmässigkeiten auch für...

Im Focus: A “cosmic snake” reveals the structure of remote galaxies

The formation of stars in distant galaxies is still largely unexplored. For the first time, astron-omers at the University of Geneva have now been able to closely observe a star system six billion light-years away. In doing so, they are confirming earlier simulations made by the University of Zurich. One special effect is made possible by the multiple reflections of images that run through the cosmos like a snake.

Today, astronomers have a pretty accurate idea of how stars were formed in the recent cosmic past. But do these laws also apply to older galaxies? For around a...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

VDI-Expertenforum „Gefährdungsanalyse Trinkwasser"

20.11.2017 | Veranstaltungen

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungen

Roboter für ein gesundes Altern: „European Robotics Week 2017“ an der Frankfurt UAS

17.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Anwender-Workshops „Laserbearbeitung von Faserverbundwerkstoffen“

20.11.2017 | Seminare Workshops

Hand aufs Herz - was wissen wir über herzgesunde Lebensmittel?

20.11.2017 | Unternehmensmeldung

Transparente Beschichtung für Alltagsanwendungen

20.11.2017 | Materialwissenschaften