Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg - 26.10.2015
Zelluläre Stressbewältigung bei Mensch und Pflanze
Heidelberger Biowissenschaftler haben maßgebliche Funktion eines biologischen Mechanismus entdeckt
Bei Forschungen zur Modellpflanze Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) haben Wissenschaftler vom Centre for Organismal Studies der Universität Heidelberg die maßgebliche Funktion eines zellulären Mechanismus zur Stressbewältigung entdeckt. Sie beobachteten dabei, dass sich Pflanze und Mensch in dieser Hinsicht biochemisch und zellbiologisch sehr ähnlich sind. Die Erkenntnisse sind sowohl für die Stressbiologie menschlicher Zellen von Bedeutung als auch für die Entwicklung von Nutzpflanzen mit erhöhter Resistenz gegen Trockenheit, dem wichtigsten Stressfaktor beim Anbau von Nahrungspflanzen. Bei seinen Untersuchungen kooperierte das Heidelberger Team unter Leitung von Prof. Dr. Rüdiger Hell und Dr. Markus Wirtz mit Forschern aus Frankreich und Norwegen. Die Veröffentlichung erfolgte in der Fachzeitschrift "Nature Communications".
Proteine führen vielfältige Aufgaben für die Struktur, Funktion und
Regulation in Zellen aus. Dazu werden sie nach ihrer Bildung für ihre
Aufgaben durch gezielte Veränderungen angepasst. "Eine der häufigsten
Veränderungen ist die Anbringung eines Essigsäurerestes am Amino-terminalen
Ende von Proteinen. Fehlt diese Veränderung vollständig, sind
Pflanzen nicht überlebensfähig. Bei einer fehlenden Veränderung an
bestimmten Proteinen im Menschen kommt es zu Erkrankungen und
Entwicklungsstörungen bis hin zum Zelltod", erläutert Prof. Hell. Obwohl
bis zu 80 Prozent der Proteine im Cytoplasma von menschlichen Zellen durch
einen solchen Essigsäurerest verändert werden, sind die Aufgaben dieser
Veränderung bislang nur für einige wenige Proteine untersucht.
Bei ihren Forschungen mit gentechnisch veränderten Pflanzen haben die Heidelberger Wissenschaftler eine Modifizierung in Form verringerter Essigsäurereste herbeigeführt und deren Folgen analysiert. "Das bislang als stabil angesehene Veränderungsmuster der Proteine durch Essigsäurereste wandelte sich überraschenderweise in großem Umfang. Die gezielt gentechnisch veränderten Pflanzen erwiesen sich dabei als resistenter gegen Wassermangel", so Dr. Wirtz. Dieser Effekt konnte auf die Wirkung des pflanzlichen Hormons Abscisinsäure zurückgeführt werden, das eine zentrale Rolle bei Trockenstress in Pflanzen spielt. Die Resistenz gegen Wassermangel beruhte dabei auf der ständigen Aktivierung natürlicher Maßnahmen von Pflanzen gegen Trockenstress, wie dem Schließen der Spaltöffnungen und der Verlängerung der Primärwurzel.
Originalpublikation:
E. Linster, I. Stephan, W.V. Bienvenut, J. Maple-Grødem, L.M. Myklebust,
M. Huber, M. Reichelt, C. Sticht, S. Geir M¢ller, T. Meinnel, T. Arnesen,
C. Giglione, R. Hell, M. Wirtz:
Downregulation of N-terminal acetylation triggers ABA-mediated drought
responses in Arabidopsis.
Nature Communications (17 Juli 2015),
doi: 10.1038/ncomms8640
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Quelle:
Informationsdienst Wissenschaft e. V. - idw - Pressemitteilung
Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Marietta Fuhrmann-Koch, 26.10.2015
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veröffentlicht im Schattenblick zum 28. Oktober 2015
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