Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Pflanzen stehen beim Sex auf Abwehrproteine

02.06.2010
Regensburger Wissenschaftler liefern neue Erkenntnisse über die Abläufe bei der pflanzlichen Befruchtung

Pflanzen und Tiere haben seit ihrer Entstehung vielfältige Formen von Abwehrmechanismen entwickelt, um sich gegen Krankheitserreger zu wehren. Proteine haben in diesem ständigen Wettkampf zwischen Bakterien und Pilzen auf der einen und Pflanzen und Tieren auf der anderen Seite eine bedeutende Rolle gespielt. So entwickelte sich beispielsweise eine ganze Reihe von Abwehrproteinen (sogenannte Defensine und Defensin-ähnliche Proteine) zu einem essentiellen Bestandteil des pflanzlichen Immunsystems.

Dass solche Proteine für Pflanzen auch eine wichtige Rolle beim Sex bzw. bei der Befruchtung spielen, haben nun Regensburger Wissenschaftler herausgefunden. Das Forscherteam um Prof. Dr. Thomas Dresselhaus vom Regensburger Zentrum für Biochemie und Biophysik konnte dies über Untersuchungen an der Nutzpflanze Mais nachweisen. Eine besondere Form von Abwehrproteinen, sogenannte ZmES1-4 Defensine, werden demnach vom Eiapparat der Pflanze ausgeschüttet und öffnen Kalium-Ionen-Kanäle beim männlichen Geschlechtspartner, wodurch die männlichen Spermazellen explosionsartig freigesetzt werden. Erst hierdurch kann es anschließend zu einer Befruchtung kommen. Die Ergebnisse der Regensburger Forscher versprechen neuartige Anwendungsmöglichkeiten, um die Barrieren zwischen derzeit noch nicht kreuzbaren Nutzpflanzen zu überwinden.

Die Beobachtungen der Regensburger Wissenschaftler wurden vor kurzem in der renommierten Fachzeitschrift PLoS Biology veröffentlicht (doi:10.1371/journal.pbio.1000388). Bereits im vergangenen Jahr haben die Biologen der Universität Regensburg gemeinsam mit Kollegen der Nagoya Universität in Japan in der Fachzeitschrift „Nature“ (10. März 2009) Defensin-ähnliche Proteine beschrieben, die bei Blütenpflanzen den männlichen Geschlechtszellen den Weg zum Eiapparat aufzeigen.

Defensine in der Pflanzenwelt und im Tierreich:
Mit Ausnahme der hoch entwickelten Säugetiere benötigen Pflanzen und Tiere Defensine zur Abwehr von verschiedenen Krankheitserregern. Bei Tieren werden Defensine aber auch für die Abwehr von höheren Organismen oder für den Beutefang benutzt. Einige bekannte tierische Defensin-ähnliche Proteine sind als Toxine in den Giften von Schlangen, Skorpionen, Meeresschnecken und sogar der Honigbiene bekannt.

Eine völlig neue Beobachtung ist die Rolle der Proteine beim Sex. In den 1990er Jahren wurden erstmals Defensin-ähnliche Proteine in den männlichen Geschlechtsorganen der Ratte beschrieben. Die Funktion ist allerdings bis heute nicht bekannt. Pflanzen erzeugen ebenfalls sehr viele Varianten von Defensinen in den jeweiligen männlichen und weiblichen Geschlechtsorganen. Bis vor kurzem ging man lediglich davon aus, dass diese Proteine die Geschlechtszellen und den sich nach der Befruchtung entwickelnden Samen vor Krankheitserregern schützen.

Die Regensburger Forschungsergebnisse deuten an, dass bereits die ersten Landpflanzen (vor etwa 470 Millionen Jahren) und gerade auch die Blütenpflanzen, die vor etwa 170 Millionen Jahren entstanden sind, Mechanismen der Krankheitsabwehr benutzt und angepasst haben, um unterschiedliche Interaktionsmöglichkeiten zwischen männlichen und weiblichen Geschlechtspartnern zu entwickeln und dabei Spermazellen zur Befruchtung zu entlassen. Diese Erkenntnisse werfen ein gänzlich neues Licht auf die Evolution der Vorgänge auf molekularer Ebene, die bei Blütenpflanzen zur Befruchtung notwendig sind.

Ansprechpartner für Medienvertreter:
Prof. Dr. Thomas Dresselhaus
Universität Regensburg
Regensburger Zentrum für Biochemie und Biophysik
Tel.: 0941 943-3016
Thomas.Dresselhaus@biologie.uni-regensburg.de

Alexander Schlaak | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-regensburg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Die Definierung des Zentromers – Erforschung der Rolle von Kinetochoren bei der Zellteilung
21.10.2019 | Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung

nachricht Bluteiweiss schützt vor neurologischen Schäden nach Hirnblutung
21.10.2019 | Universität Zürich

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: Freiburger Forschenden gelingt die erste Synthese eines kationischen Tetraederclusters in Lösung

Hauptgruppenatome kommen oft in kleinen Clustern vor, die neutral, negativ oder positiv geladen sein können. Das bekannteste neutrale sogenannte Tetraedercluster ist der weiße Phosphor (P4), aber darüber hinaus sind weitere Tetraeder als Substanz isolierbar. Es handelt sich um Moleküle aus vier Atomen, deren räumliche Anordnung einem Tetraeder aus gleichseitigen Dreiecken entspricht. Bisher waren neben mindestens sechs neutralen Versionen wie As4 oder AsP3 eine Vielzahl von negativ geladenen Tetraedern wie In2Sb22– bekannt, jedoch keine kationischen, also positiv geladenen Varianten.

Ein Team um Prof. Dr. Ingo Krossing vom Institut für Anorganische und Analytische Chemie der Universität Freiburg ist es gelungen, diese positiv geladenen...

Im Focus: Die schnellste Ameise der Welt - Wüstenflitzer haben kurze Beine, aber eine perfekte Koordination

Silberameisen gelten als schnellste Ameisen der Welt - obwohl ihre Beine verhältnismäßig kurz sind. Daher haben Forschende der Universität Ulm den besonderen Laufstil dieses "Wüstenflitzers" auf einer Ameisen-Rennstrecke ergründet. Veröffentlicht wurde diese Entdeckung jüngst im „Journal of Experimental Biology“.

Sie geht auf Nahrungssuche, wenn andere Siesta halten: Die saharische Silberameise macht vor allem in der Mittagshitze der Sahara und in den Wüsten der...

Im Focus: Fraunhofer FHR zeigt kontaktlose, zerstörungsfreie Qualitätskontrolle von Kunststoffprodukten auf der K 2019

Auf der K 2019, der Weltleitmesse für die Kunststoff- und Kautschukindustrie vom 16.-23. Oktober in Düsseldorf, demonstriert das Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR das breite Anwendungsspektrum des von ihm entwickelten Millimeterwellen-Scanners SAMMI® im Kunststoffbereich. Im Rahmen des Messeauftritts führen die Wissenschaftler die vielseitigen Möglichkeiten der Millimeterwellentechnologie zur kontaktlosen, zerstörungsfreien Prüfung von Kunststoffprodukten vor.

Millimeterwellen sind in der Lage, nicht leitende, sogenannte dielektrische Materialien zu durchdringen. Damit eigen sie sich in besonderem Maße zum Einsatz in...

Im Focus: Solving the mystery of quantum light in thin layers

A very special kind of light is emitted by tungsten diselenide layers. The reason for this has been unclear. Now an explanation has been found at TU Wien (Vienna)

It is an exotic phenomenon that nobody was able to explain for years: when energy is supplied to a thin layer of the material tungsten diselenide, it begins to...

Im Focus: Rätsel gelöst: Das Quantenleuchten dünner Schichten

Eine ganz spezielle Art von Licht wird von Wolfram-Diselenid-Schichten ausgesandt. Warum das so ist, war bisher unklar. An der TU Wien wurde nun eine Erklärung gefunden.

Es ist ein merkwürdiges Phänomen, das jahrelang niemand erklären konnte: Wenn man einer dünnen Schicht des Materials Wolfram-Diselenid Energie zuführt, dann...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Digitales-Krankenhaus – wo bleibt der Mensch?

21.10.2019 | Veranstaltungen

VR-/AR-Technologien aus der Nische holen

18.10.2019 | Veranstaltungen

Ein Marktplatz zur digitalen Transformation

18.10.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Digitales-Krankenhaus – wo bleibt der Mensch?

21.10.2019 | Veranstaltungsnachrichten

Das Stromnetz fit für E-Mobilität machen

21.10.2019 | Förderungen Preise

Kompakt, effizient, robust und zuverlässig: FBH-Entwicklungen für den Weltraum

21.10.2019 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics