Anzeige
The various metabolic pathways in a given plant generate a staggering array of molecules that enable growth and survival under diverse conditions—and in some cases, hold value for scientific applications ranging from pharmaceutical research to the development of new materials. “The huge chemical diversity of plants exceeds that of most animals and microorganisms,” says Kazuki Saito of the RIKEN Plant Science Center in Yokohama.
The thale cress, Arabidopsis thaliana, is a widely used model for genetic and developmental research and possibly the best characterized of all plant species; nevertheless, scientists remain far from completing a comprehensive ‘metabolome’, or atlas of metabolites, for this organism. The AtMetExpress project, launched by Saito and colleagues, seeks to rectify this situation by assembling a massive, annotated roster of molecules gathered from 36 different Arabidopsis tissue samples1.
“What we needed was the pattern of metabolite accumulation during plant development to understand cell function more precisely,” explains Saito. To start with, his team used a method called liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS) to derive information about the chemical content of a variety of plant organs collected at different developmental stages. The researchers subsequently cross-referenced these against a library of tandem mass spectrometry spectral tags (MS2Ts)—essentially an index of the individual compounds that can be detected in Arabidopsis. By this process, they were able to assign unique MS2Ts to approximately 95% of the molecules detected via LC-MS and subsequently managed to derive structural information for a total of 167 metabolites.
A comparison of the spatial and temporal distributions for these various metabolites with detailed datasets describing gene expression in Arabidopsis allowed Saito and colleagues to obtain new insights into metabolic regulation, revealing several especially complex pathways where levels of a given metabolite were seemingly decoupled from expression levels of the genes involved in its synthesis, suggesting the existence of potentially diverse additional modes of control.
Saito and colleagues were also able to assign roles to previously unknown putative components of biosynthetic pathways. “We found a number of correlations between metabolite peaks and uncharacterized genes,” says Saito. “These are potential targets for discovery of new genes involved in metabolite production.”
This first iteration of AtMetExpress will serve as a foundation for more targeted future investigations, including the exploration of metabolic pathways triggered by the activity of specific plant hormones, and ultimately may lead the way for similar analyses of other plant species with important agricultural or medicinal applications.
The corresponding author for this highlight is based at the Metabolomics Research Group, RIKEN Plant Science Center
Saeko Okada | Quelle: Research asia research news
Weitere Informationen: www.rikenresearch.riken.jp/eng/research/6209
www.researchsea.com
Weitere Berichte zu: Arabidopsis thaliana > AtMetExpress > biosynthetic pathway > LC-MS > metabolic pathways > MS2Ts > plant hormone > plant species > Science TV
Newly discovered breast milk antibodies help neutralize HIV
23.05.2012 | Duke University Medical Center
Scientists unravel role of fusion gene in prostate cancer
23.05.2012 | New York- Presbyterian Hospital/Weill Cornell Medical Center/Weill Cornell Medical College
Licht lässt die Partikel in der Atmosphäre wachsen. In einem Experiment hat ein internationales Forscherteam erstmals einen neuen Mechanismus nachweisen können, bei dem Partikel durch Licht größer werden und der damit Einfluss auf die Wolkenbildung und das Klima hat.
Photokatalytische Reaktionen können zu einer schnellen Bindung von nicht kondensierenden flüchtigen organischen Kohlenwasserstoffen (VOCs) auf der Oberfläche der Partikel führen. Unter solchen Bedingungen nehme die Größe und Masse der Partikel schnell zu, schreiben die Wissenschaftler im renommierten Fachblatt PNAS.
Die Ergebnisse des Laborexperimentes könnten Effekte erklären, die bisher schon bei Feldkampagnen ...
Ähnlich wie blutsaugende Insekten prüfen Pflanzenschädlinge ihren Wirt auf Abwehrsignale, bevor sie anfangen zu fressen
Pflanzen bilden wenige Minuten nach Angriff eines Fraßfeindes Jasmonsäure, ein Hormon, das die Verteidigung gegen Insekten in Gange setzt mit der Folge, dass giftige Stoffe wie Nikotin oder Verdauungshemmer in den Blättern akkumulieren.
Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie, Jena, haben jetzt herausgefunden, dass Zwergzikaden die Verteidigungsbereitschaft von Tabakpflanzen aufspüren können. ...
Wissenschaftlern vom Institut für Physikalische und Theoretische Chemie der Universität Bonn ist es erstmals gelungen, den Transport eines wichtigen Informationsträgers in biologischen Zellen praktisch unmodifiziert in Echtzeit zu filmen.
Die Studie zeigt, wie die so genannte Boten-RNA die Zellkernhülle überwindet und vom Zellkern in das Zytoplasma gelangt. Diese Arbeit ist nun in dem renommierten Journal „Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA“ (PNAS) publiziert.
Der Bauplan aller Lebewesen ist in ihrem Erbgut gespeichert. Dieses lagert bei höheren ...
Ein neuer Sonderforschungsbereich (SFB) an der Philipps-Universität geht der einzigartigen Fähigkeit von Mikroorganismen auf den Grund, sich ständig an veränderte Umweltbedingungen anzupassen. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert den SFB 987 mit dem Titel "Mikrobielle Diversität in der umweltabhängigen Signalantwort" in den kommenden vier Jahren mit voraussichtlich mehr als sieben Millionen Euro.
„Die erfolgreiche Beantragung des neuen Sonderforschungsbereichs belegt einmal mehr die exzellenten wissenschaftlichen Leistungen im Bereich der Mikrobiologie am Standort Marburg“, erklärt Professor Dr. Frank Bremmer, der Marburger Uni-Vizepräsident für Forschung. „Die Einrichtung des SFB wird Marburgs Stellung als zentraler Ort der mikrobiologischen Forschung festigen und deren internationale Sichtbarkeit weiter erhöhen.“ ...
Erosion in tropischen Küstenregionen führt zum schnellen Tod der Korallen
Die Farbigkeit, Vielfalt und Exotik der tropischen Korallenriffe fasziniert viele Menschen weltweit. Und doch sind es die Folgen unserer Zivilisation, die dieses fragile Ökosystem bedrohen durch Klimaerwärmung, Sauerstoffmangel und Ozeanversauerung. Fortschreitende Industrialisierung, Waldrodungen und intensive Landwirtschaft in küstennahen Gebieten führen zu Erosion und verändern die Lebensbedingungen im Meer dramatisch.
Jetzt ...
Anzeige
Anzeige

23.05.2012 | Energie und Elektrotechnik
Nano-Müll lässt sich nicht verbrennen
23.05.2012 | Ökologie Umwelt- Naturschutz
Nea Kameni volcano movement captured by Envisat
23.05.2012 | Geowissenschaften
Jeder Mensch ist anders - Nutzen der individualisierten Medizin
23.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten
14th Leibniz Conference of advanced science „Sensorsysteme 2012“
23.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten
Exklusive Kontakte beim Investforum
23.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten