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 Frühwarnsignale für Seen halten nicht, was sie versprechen
05.12.2016 | Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)

nachricht Besserer Schutz vor invasiven Arten
15.11.2016 | 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: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Im Focus: Shape matters when light meets atom

Mapping the interaction of a single atom with a single photon may inform design of quantum devices

Have you ever wondered how you see the world? Vision is about photons of light, which are packets of energy, interacting with the atoms or molecules in what...

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...

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

Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

05.12.2016 | Biowissenschaften Chemie

Fraunhofer WKI koordiniert vom BMEL geförderten Forschungsverbund zu Zusatznutzen von Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen

05.12.2016 | Förderungen Preise

Höhere Energieeffizienz durch Brennhilfsmittel aus Porenkeramik

05.12.2016 | Energie und Elektrotechnik