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Durchbruch: Aachener Biologen erkennen molekularbiologische Abläufe bei der Aktivierung der pflanzlichen Immunität

05.05.2009 - (idw) Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen

Eine bahnbrechende Entdeckung im Bereich der Grundlagenforschung machten Aache-ner Molekularbiologen: Ein Wissenschaftlerteam um Univ.-Prof. Dr. rer.nat. Uwe Con-rath vom Lehr- und Forschungsgebiet Biochemie und Molekularbiologie der Pflanzen an der RWTH Aachen konnte weltweit erstmals nachweisen, wie Pflanzen mit einer erwor-benen Immunität (induzierten Resistenz) Krankheitserreger schneller und besser abweh-ren als herkömmliche Pflanzen.

Zum Hintergrund: Wenn Pflanzen von einem Schaderreger (zum Beispiel einem Pilz o-der einem Bakterium) angegriffen werden, so bauen sie als Folge Abwehrkräfte auf, die sie für einen späteren Angriff resistenter machen. Die RWTH-Biologen wiesen nun nach, dass die so "geprimten", das heißt durch die Erstinfektion veränderten Pflanzen mehr Eiweißmoleküle mit den Namen MAP-Kinase 3 und MAP-Kinase 6 produzieren als herkömmliche Pflanzen. "Diese Proteine liegen aber zunächst "schlafend" in der Zelle vor", erläutert Uwe Conrath. Sobald das Signal eines Krankheitserregers von der Pflanze erkannt wird, werden die identifizierten Eiweißmoleküle durch einen biochemischen Prozess aktiviert. Dabei übertragen sie die Signale nach einem Schneeballprinzip we-sentlich stärker und schneller in den Zellkern, wo sie Gene zur erfolgreichen Abwehr des Erregers aktivieren. Mit diesen Erkenntnissen wurde ein Phänomen der Botanik geklärt, das seit 1901 bekannt, aber in seinen molekularbiologischen Abläufen ungeklärt war. Die Erkenntnisse der Aachener Biologen wurden unlängst im weltweit führenden Pflan-zenjournal "The Plant Cell" veröffentlicht.

Die Aachener Forschungsergebnisse, die in Kooperation mit der University of Missouri, der Michigan State University und der University of California (alle USA) entstanden, tragen dazu bei, Pflanzen künftig gezielt gegen Krankheitserreger resistenter zu ma-chen. "Durch das "Priming" können wir insbesondere auch Nutzpflanzen wie Weizen, Soja oder Mais gezielt auf Krankheitserreger vorbereiten", erläutert Professor Conrath. Dadurch wird ihre Widerstandsfähigkeit gestärkt. Für ihre Experimente nutzten die Aa-chener Wissenschaftler die Modellpflanze Arabidopsis thaliana. Das heimische Wild-kraut mit dem deutschen Namen Ackerschmalwand ist ein ideales Forschungsobjekt für die Pflanzenforschung, da der gesamte genetische Schaltplan der Pflanze mit etwa 30.000 Genen bekannt ist.

von Ilse Trautwein

Weitere Informationen bei Univ.-Prof. Dr. rer.nat. Uwe Conrath, Lehr- und For-schungsgebiet Biochemie und Molekularbiologie der Pflanzen, RWTH Aachen, Tel. 0241/8026540, E-Mail: uwe.conrath@bio3.rwth-aachen.de

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