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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Gen-Schalter für Immunabwehr bei Pflanzen entdeckt |
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| | | Einen so genannten genetischen Schalter, welcher die Immunabwehr bei Pflanzen steuert, haben Wissenschaftler um Heribert Hirt vom im Aufbau begriffenen Gregor-Mendel-Institut der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) nun in Zusammenarbeit mit britischen Kollegen gefunden. |
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Pflanzen mit defektem Gen OXI1 zeigten gestörte Immunabwehr, aber auch weitere Entwicklungsstörungen. Die Entdeckung, gelang an einem verbreiteten Modellorganismus der Pflanzengenetik, der Ackerschmalwand Arabidopsis thaliana.
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Der Artikel "OXI1 kinase is necessary for oxidative burst-mediated signalling in Arabidopsis" von Maike C. Rentel et al. erschien in der Fachzeitschrift "Nature" (Band 427, S.858-61). |
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 Nature |
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Auch Pflanzen müssen Erreger abwehren |
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Wie auch Menschen und Tiere haben Pflanzen im Laufe der Evolution effektive Mechanismen entwickelt, um Krankheitserreger - Bakterien, Viren oder Pilze - und Parasiten abzuwehren.
Eine der raschesten Abwehrreaktionen ist die Bildung von Reaktiven Sauerstoff Spezies (engl. "reactive oxygen species", kurz ROS) - z. B. Wasserstoffperoxid, wie es auch zum Haare Bleichen verwendet wird.
Diese aggressiven Substanzen wirken einerseits giftig für viele Mikroorganismen, ROS können notfalls aber auch den programmierten Zelltod der angegriffenen Pflanzenzelle verursachen und so dem Angreifer den Garaus machen.
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Genetischer Schalter der Immunabwehr entdeckt |
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Wie es die Pflanze anstellt, einen gefährlichen Eindringling zu aufzuspüren, bleibt Gegenstand intensiver Forschungen. Nicht zuletzt erhofft man sich, durch genauere Kenntnisse des pflanzlichen Immunsystems etwa Pestizide einsparen zu können.
Hirt, der seine Forschungen mit Unterstützung des Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung durchführte, fand heraus, dass OXI1 als so genannter genetischer Schalter entscheidend an der Immunabwehr und der Bildung von ROS beteiligt ist.
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Enzym für Abwehrsystem notwendig |
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Das Gen OXI1 produziert eine Kinase, ein Enzym. Ein Defekt des Gens führt zum Zusammenbruch des Abwehrsystems der Pflanzen, was zeigt, dass OXI1 eine zentrale Rolle im Geschehen spielt.
Es scheint aber auch noch eine völlig andere Rolle in der Pflanze spielen, denn bei defektem OXI1 zeigten die Arabidopsis-Pflänzchen verkümmerte Wurzelhaare - ohne dass etwa eine Pilzinfektion nachgewiesen werden konnte.
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Modellorganismus Ackerschmalwand
Die Ackerschmalwand (Arabidopsis) zählt zu den Lieblingspflanzen der Genetiker. Das unscheinbare Gewächs ist ein Modellorganismus für Genetiker, ähnlich wie die Fruchtfliege (Drosophila) oder das Bakterium Escherichia coli. An ihnen werden grundlegende Vorgänge etwa bei Zellteilung, Zellfunktionen, Zelltod, etc. untersucht, die sich dann wenigstens zum Teil auf andere Lebewesen umlegen lassen. |
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Mehr zu Arabidopsis (ETH Zürich) |
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Warum die Ackerschmalwand so beliebt ist |
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Der Grund für die Beliebtheit der Ackerschmalwand ist das relativ kleine Genom, das im Jahr 2000 vollständig entschlüsselt wurde, das Vorliegen detaillierter genetischer Karten aller Chromosomen, der kurze Lebenszyklus von nur sechs bis neun Wochen von der Keimung bis zur Samenreife. Außerdem ist die Pflanze leicht im Labor zu züchten.
Die Ackerschmalwand, die bei Gartenbesitzern wohl als Unkraut gelten würde, ist ein Vertreter aus der Familie der Kreuzblütengewächse, zu der auch Nutzpflanzen wie Raps, Kohl oder Rettich gehören.
Heimisch ist die einjährige, selbstbestäubende Pflanze in West-Eurasien, wurde durch den Menschen aber auch in Ostasien und Amerika ausgebreitet.
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Österreichische Forschungsplattform APAR
Seit der vollständigen Entschlüsselung der Erbsubstanz vergeht kaum ein Monat, in dem nicht irgendeine wissenschaftliche Arbeit publiziert wird, in deren Mittelpunkt Arabidopsis thaliana steht. In Österreich haben sich im vergangen Jahr fünf Wissenschaftler-Gruppen zur Forschungs-Plattform APAR (Austrian Platform of Arabidopsis Research) zusammengefunden, um Projekte zum Verständnis von Pflanzen und deren Interaktion mit der Umwelt besser zu koordinieren. |
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Ackerschmalwand: Forschungsplattform gegründet (8.9.03) |
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Mehr zu diesem Thema in science.ORF.at
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01.01.2010 |
