Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Proteinmutation verringert selektiv die Aufnahme von Cäsium in Pflanzen

01.07.2013
Der Verlust des Membranproteins Sec22 führt dazu, dass Hefe- und Pflanzenzellen geringere Mengen potenziell gefährdender Cäsium-Ionen anreichern, ohne die Aufnahme des essenziellen Kaliums zu stören. Zu diesem Ergebnis kommen Wissenschaftler des Helmholtz Zentrums München in ihrer aktuellen Publikation in der Fachzeitschrift ‚Nature Communications‘.
Cäsium-Ionen sind den essenziellen Kalium-Ionen in ihrer chemischen Struktur sehr ähnlich und werden daher über den gleichen Transportmechanismus in die Zelle geschleust. Dies ist dann problematisch, wenn Cäsium-Ionen als radioaktive Isotope vorliegen und dadurch in die Nahrungskette gelangen.

Bislang war es nicht möglich, die Aufnahme dieser beiden Ionen selektiv zu beeinflussen. Die Wissenschaftler um Dr. Stephan Dräxl und PD Dr. Anton Schäffner vom Helmholtz Zentrum München (HMGU) sowie Prof. Dr. Johannes Müller von der Technischen Universität München (TUM) haben nun entdeckt, dass eine genetische Veränderung des Membranproteins Sec22 dazu führt, dass weniger Cäsium in die Zelle gelangt, der Kalium-Import jedoch ungestört bleibt. Sec22 ist Teil der intrazellulären Proteintransportmaschinerie und wurde bislang nur indirekt mit dem Ionenhaushalt in Verbindung gebracht. Die Zelle erhält durch den Verlust von Sec22 die Fähigkeit zwischen den beiden Ionen zu unterschieden. Diese Beobachtung machten die Wissenschaftler zunächst an Hefekulturen und konnten sie anschließend auf die Modellpflanze Arabidopsis thaliana übertragen.

In ihren weiteren Untersuchungen wollen die Wissenschaftler nun die durch Sec22 gesteuerten Proteine und molekularen Prozesse entschlüsseln und ihre Erkenntnisse auch an Nutzpflanzen testen. „Die Sec22-Mutante bietet vor allem die Möglichkeit, die überraschende Unterscheidung der sehr ähnlichen Cäsium- und Kalium-Ionen durch die Zelle zu verstehen. Wenn die Erkenntnisse auch auf Nutzpflanzen übertragbar wären, könnte man dies auch für eine gezielte Verringerung der (Radio-)Cäsium Aufnahme nutzbar machen“, sagt Schäffner vom Institut für Biochemische Pflanzenpathologie (BIOP). Neben BIOP waren am HMGU das Institut für Strahlenschutz (ISS), die Abteilung Medizinische Strahlenphysik und Diagnostik (AMSD) und das Institute of Computational Biology (ICB) sowie das Center for Mathematical Sciences der TUM an der Forschungsarbeit beteiligt.

Weitere Informationen

Original-Publikation:
Dräxl, S. et al. (2013): Caesium accumulation in yeast and plants is selectively repressed by loss of the SNARE Sec22p/SEC22. doi: 10.1038/ncomms3092

Link zur Fachpublikation: http://www.nature.com/ncomms/2013/130701/ncomms3092/full/ncomms3092.html

Das Helmholtz Zentrum München verfolgt als deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt das Ziel, personalisierte Medizin für die Diagnose, Therapie und Prävention weit verbreiteter Volkskrankheiten wie Diabetes mellitus und Lungenerkrankungen zu entwickeln. Dafür untersucht es das Zusammenwirken von Genetik, Umweltfaktoren und Lebensstil. Der Hauptsitz des Zentrums liegt in Neuherberg im Norden Münchens. Das Helmholtz Zentrum München beschäftigt rund 2.100 Mitarbeiter und ist Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft, der 18 naturwissenschaftlich-technische und medizinisch-biologische Forschungszentren mit rund 34.000 Beschäftigten angehören. www.helmholtz-muenchen.de
Der Schwerpunkt der Forschungsarbeit des Instituts für Biochemische Pflanzenpathologie liegt auf der Untersuchung molekularer Mechanismen, die Pflanzen nutzen, um sich an ihre Umgebung anzupassen. Dazu gehören genetische und biochemische Prozesse, die Wachstum, physiologischen Zustand und Abwehrmechanismen der Pflanzen steuern. Ziel der Forschung ist es, die Grundlagen und Mechanismen der Interaktion zwischen Pflanzen und ihrer Umwelt besser zu verstehen und nachhaltige Strategien für den Anbau und die Nutzung von Pflanzen zum Schutz der natürlichen Ressourcen zu entwickeln.

Das Institut für Strahlenschutz erarbeitet Grundlagen zur Erfassung beruflicher, medizinischer und umweltbedingter Strahlenexpositionen, analysiert Strahlenrisiken für Krebs und Herz-Kreislauferkrankungen und veranstaltet Strahlenschutz-Fortbildungskurse. Ziel ist es, durch innovative Verfahren das Verständnis von Strahlenwirkungen zu verbessern und zur Optimierung von Strahlenanwendungen in Industrie und Medizin beizutragen. Das ISS gehört dem Department of Radiation Sciences (DRS) an.

Ziel der Abteilung medizinische Strahlenphysik und Diagnostik ist der Schutz der Bevölkerung vor ionisierender Strahlung, insbesondere der durch den Menschen verursachten Strahlung. Dazu arbeitet die Abteilung vor allem daran, die menschliche Strahlenbelastung zu reduzieren. Es werden die Quellen interner sowie externer Strahlung und die Grundlagen und Anwendung medizinischer Technologien erforscht. Diese Basis bietet die Möglichkeit, künftig das Verhältnis von angewandter Strahlendosis und diagnostischen bzw. medizinischem Ergebnis zu verbessern. Darüber hinaus arbeitet die Abteilung an der Entwicklung neuer, innovativer medizinischer Technologien. Die AMSD gehört dem Department of Radiation Sciences (DRS) an.

Das Institut für Computational Biology führt datenbasierte Analysen biologischer Systeme durch. Durch die Entwicklung und Anwendung bioinformatischer Methoden werden Modelle zur Beschreibung molekularer Prozesse in biologischen Systemen erarbeitet. Ziel ist es, innovative Konzepte bereitzustellen, um das Verständnis und die Behandlung von Volkskrankheiten zu verbessern.


Ansprechpartner für die Medien
Abteilung Kommunikation, Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (GmbH), Ingolstädter Landstr. 1, 85764 Neuherberg - Tel.: 089-3187-2238 - Fax: 089-3187-3324 - E-Mail: presse@helmholtz-muenchen.de
Fachlicher Ansprechpartner
PD Dr. Anton Schäffner, Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (GmbH), Institut für Biochemische Pflanzenpathologie, Ingolstädter Landstr. 1, 85764 Neuherberg - Tel.: 089-3187-2930 - E-Mail: schaeffner@helmholtz-muenchen.de

Links: A. thaliana mit Sec22-Mutante, die Pflanze zeigt einen unauffälligen Phänotyp. Rechts: Hefezellen mit fluoreszenzmarkierten Vakuolen. In der Mutante wird dort deutlich weniger Cäsium eingelagert.


Bild: Helmholtz Zentrum München

Link zur Fachpublikation: http://www.nature.com/ncomms/2013/130701/ncomms3092/full/ncomms3092.html

Helmholtz Zentrum München:
http://www.helmholtz-muenchen.de

Susanne Eichacker | Helmholtz Zentrum
Weitere Informationen:
http://www.helmholtz-muenchen.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Ökologie Umwelt- Naturschutz:

nachricht Dünenökosysteme modellieren
23.06.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

nachricht Es wird zu bunt im Gillbach: Weitere nichtheimische Buntbarschpopulation in Deutschland nachgewiesen
22.06.2017 | Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Ökologie Umwelt- Naturschutz >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Im Focus: Die Schweiz in Pole-Position in der neuen ESA-Mission

Die Europäische Weltraumagentur ESA gab heute grünes Licht für die industrielle Produktion von PLATO, der grössten europäischen wissenschaftlichen Mission zu Exoplaneten. Partner dieser Mission sind die Universitäten Bern und Genf.

Die Europäische Weltraumagentur ESA lanciert heute PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars), die grösste europäische wissenschaftliche Mission zur...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

„Fit für die Industrie 4.0“ – Tagung von Hochschule Darmstadt und Schader-Stiftung am 27. Juni

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Radioaktive Elemente in Cassiopeia A liefern Hinweise auf Neutrinos als Ursache der Supernova-Explosion

23.06.2017 | Physik Astronomie

Dünenökosysteme modellieren

23.06.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Makro-Mikrowelle macht Leichtbau für Luft- und Raumfahrt effizienter

23.06.2017 | Materialwissenschaften