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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Sonderweg in Pflanzen für Pilze entdeckt |
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| | | Wissenschaftler haben jetzt einen neuen biochemischen Signalweg entdeckt, der es dem Mehltau ermöglicht, Getreidepflanzen zu befallen. Durch diesen Pilz entsteht jährlich ein beachtlicher volkswirtschaftlicher Schaden. |
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In der neuesten Ausgabe des Wissenschaftsmagazins "Nature" berichtet die Forschergruppe um Paul Schulze-Lefert vom Kölner Max-Planck-Institut über einen biochemischen Sonderweg in der Signalerkennung bei Pflanzen.
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Calmodulin interacts with MLO protein
Der Originalartikel "Calmodulin interacts with MLO protein to regulate defence against mildew in barley" ist im Fachmagazin "Nature" (416, S 447 - 451, Ausgabe vom 28. März 2002) erschienen. |
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 Der Artikel (kostenpflichtig) |
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Das Gen und sein Protein |
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Das von den Pflanzenforschern erstmals in seiner Funktion untersuchte MLO-Protein spielt eine entscheidende Rolle bei der Abwehr von Pilzerkrankungen bei Nutzpflanzen.
Dazu gehören beispielsweise auch Gerstesorten mit einem Defekt im so genannten MLO-Gen. Dieses Gen enthält die Bauanleitung für ein Protein, das normalerweise die pflanzliche Abwehr gegenüber dem Mehltau-Pilz unterdrückt.
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Mutation schützt die Pflanze |
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Ob und wie sich der Mehltau-Pilz diese besondere Biochemie seiner Wirtspflanze zu Nutze macht, ist für das Verständnis von Krankheitsanfälligkeit bei Pflanzen entscheidend, so die Forscher.
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Mehltau-Pilz
Der Mehltau ist eine bei Getreide häufig auftretende Pilzerkrankung, die immer wieder zu beträchtlichen Ernteeinbußen führt. Nur wenige Getreidesorten sind dauerhaft widerstandsfähig gegenüber diesem Schädling. |
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Mehr über Mehltau |
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Mutationen im MLO-Gen können nun dazu führen, dass Pflanzen kein oder zumindest nur ein in seiner Funktion gestörtes MLO-Protein ausbilden, und dadurch nicht befallen werden können.
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Gleiche Struktur - andere Funktion |
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Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Züchtungsforschung haben die Wirkungsweise dieses Proteins untersucht und dabei festgestellt, dass das Pflanzenprotein zwar nahezu die gleiche Struktur wie tierische Hormonrezeptoren und, ebenso wie diese, in der Zellmembran verankert ist.
Die Vermutung aber, dass das MLO-Protein im Inneren der Pflanzenzelle auch ähnliche biochemische Reaktionen auslöst wie die Rezeptormoleküle bei Tieren, ließ sich nicht bestätigen.
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Der Signalweg |
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Wie berichtet, bindet das MLO-Protein nicht, wie erwartet, an so genannte G-Proteine. Der gängigen Lehrmeinung nach wird der erste Schritt der Signalumwandlung im Zellinneren durch eine solche Wechselwirkung von Rezeptor und G-Protein vermittelt. Das G-Protein fungiert hierbei als Signalüberträger und verstärkt gleichzeitig den Reiz.
Wie die Kölner Forscher weiter berichten, bindet allerdings Calmodulin an das MLO-Protein. Dieses im gesamten Tier- und Pflanzenreich vorkommende Protein spielt bei der durch Calcium-Ionen vermittelten Signalübertragung im Zellinneren eine zentrale Rolle.
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Tier und Pflanze |
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Die Arbeiten, die in Kooperation mit koreanischen Wissenschaftlern entstanden sind, weisen damit auf einen interessanten biochemischen Sonderweg in Pflanzen hin.
Sie zeigen, dass trotz ähnlicher Proteinstrukturen in Tier und Pflanze mitunter völlig unterschiedliche Funktionsmechanismen zum Tragen kommen.
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Mehr zu diesem Thema in science.ORF.at:
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01.01.2010 |
