"Nature"-Titelstory: Auch bei Pflanzen tickt die Embryo-Sanduhr

Die Titelseite der neuen Ausgabe von &quot;Nature&quot; (4. Oktober 2012): Forschungsergebnis aus Halle, Cover-Design aus Halle.<br><br>Abbildung: Nature (Cover-Design: Sisters of Design)<br>

Die Erkenntnisse der beiden Forscher des Leibniz-Institutes für Pflanzenbiochemie (IPB) und der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) sorgen weltweit für Aufsehen und leisten einen wichtigen Beitrag zum Verständnis eines grundlegenden Entwicklungsprinzips sowohl im Tier- als auch im Pflanzenreich.

An der Modellpflanze Arabidopsis thaliana (Ackerschmalwand) zeigten Dr. Marcel Quint (IPB) und Prof. Dr. Ivo Große (MLU), dass diese in ihrer Entwicklung von der befruchteten Eizelle zum reifen Embryo eine Phase höchster genetischer Kontrolle durchläuft („Nature“-Ausgabe vom 4. Oktober 2012 , DOI 10.1038/nature11394). Evolutionär junge, wandelbare Gene werden in dieser Phase stillgelegt, während die alten, wenig wandelbaren (konservierten) Gene aus Bakterien und Algen aktiv bleiben.

„Befruchtete Eizellen können selbst zwischen nah verwandten Arten sehr unterschiedlich sein, dann werden die sich entwickelnden Embryonen ähnlicher und ähnlicher, bis sie irgendwann fast ununterscheidbar sind. Und dann platzt aus ihnen die Biodiversität hervor, die wir auf unserem Planeten vorfinden.“ So beschreibt MLU-Bioinformatik-Professor Ivo Große das Sanduhr-Prinzip, das für die Tierwelt seit langem bekannt ist.

Dr. Marcel Quint, Biologe am IPB , hatte die Idee, das Ganze auch bei Pflanzen zu untersuchen. „Die Evolution hat zweimal unabhängig voneinander Embryogenese entwickelt“, sagt Quint. „Das Ziel ist jeweils das gleiche: die Koordination der Entwicklung von der Eizelle bis hin zum komplexen Organismus. Aber die Grundvoraussetzungen sind unterschiedlich. Pflanzenzellen haben zum Beispiel Zellwände, tierische Zellen nicht. Wir fragten uns: Gibt es dennoch Gemeinsamkeiten? Muster, die für Tiere und Pflanzen essentiell sind, damit ein Individuum durch die Embryogenese kommt?“

Die Antwort lautet ganz klar: Ja. Tierische und pflanzliche Embryonen müssen, wenn ihr jeweiliger Bauplan angelegt wird, durch ein und dasselbe Nadelöhr schlüpfen – und sie tun das auf ein und dieselbe Art und Weise. Die evolutionär jungen Gene werden weitestgehend ausgeschaltet, während die alten, hochkonservierten Gene aktiv bleiben. Der Befund ist ein weiterer Beweis für ein konvergentes Fortschreiten der Evolution.

Diese Erkenntnis – ein Meilenstein in der Evolutionsforschung – hielt man in der „Nature“-Redaktion für so grundlegend, dass man sich entschloss, das Thema zur Titelgeschichte der aktuellen Ausgabe zu machen. Das Cover zeigt viele verschiedene Pflanzenarten, die sich in einer Phase verblüffender Ähnlichkeit durch die Engstelle einer Sanduhr zwängen. Für die grafische Gestaltung sorgten die „Sisters of Design“ (http://www.sistersofdesign.de) – aus Halle.

Ansprechpartner:
Dr. Marcel Quint
Leibniz-Institut für Pflanzenbiochemie (IPB)
Telefon: 0345 55821230
E-Mail: mquint@ipb-halle.de

Prof. Dr. Ivo Große
Institut für Informatik, Arbeitsgruppe Bioinformatik
Telefon: 0345 5524774
E-Mail: ivo.grosse@informatik.uni-halle.de

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie

Der innovations-report bietet im Bereich der "Life Sciences" Berichte und Artikel über Anwendungen und wissenschaftliche Erkenntnisse der modernen Biologie, der Chemie und der Humanmedizin.

Unter anderem finden Sie Wissenswertes aus den Teilbereichen: Bakteriologie, Biochemie, Bionik, Bioinformatik, Biophysik, Biotechnologie, Genetik, Geobotanik, Humanbiologie, Meeresbiologie, Mikrobiologie, Molekularbiologie, Zellbiologie, Zoologie, Bioanorganische Chemie, Mikrochemie und Umweltchemie.

Zurück zur Startseite

Kommentare (0)

Schreib Kommentar

Neueste Beiträge

Was die Körnchen im Kern zusammenhält

Gerüst von Proteinflecken im Zellkern nach 100 Jahren identifiziert. Nuclear Speckles sind winzige Zusammenballungen von Proteinen im Kern der Zelle, die an der Verarbeitung genetischer Information beteiligt sind. Berliner Forschende…

Immunologie – Damit Viren nicht unter die Haut gehen

Ein Team um den LMU-Forscher Veit Hornung hat einen Mechanismus entschlüsselt, mit dem Hautzellen Viren erkennen und Entzündungen in Gang setzen. Entscheidend für die Erkennung ist eine typische Struktur der…

Kleine Moleküle steuern bakterielle Resistenz gegen Antibiotika

Sie haben die Medizin revolutioniert: Antibiotika. Durch ihren Einsatz können Infektionskrankheiten, wie Cholera, besser behandelt werden. Doch entwickeln die krankmachenden Erreger zunehmend Resistenzen gegen die angewandten Mittel. Nun sind Wissenschaftlerinnen…

By continuing to use the site, you agree to the use of cookies. more information

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close