Boteneiweiß für Wurzelentwicklung entdeckt

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Zu welchem Typ sich Pflanzenzellen entwickeln hängt hauptsächlich von deren Position in der Pflanze ab. Bisher waren die Signalmoleküle , die der Zelle „sagen“, wie sie sich spezialisieren soll, jedoch noch unbekannt. Ein Forscherteam unter der Leitung von Philip Benfey von der New York University beschrieb jetzt erstmals ein mobiles Signalprotein, das das Schicksal der Wurzelzellen in Arabidopsis bestimmt. Erst wenn das Protein von einer Zelle in eine benachbarte Zelle transportiert wird, teilt sich diese und es entstehen zwei spezialisierte Zellen. Ihre Studie erschien in der aktuellen Ausgabe von Nature.

Die Wissenschaftler führten ihre Versuche mit Arabidopsis-Mutanten durch, die das neu entdeckte Signalprotein nicht bilden. In den Wurzeln dieser Pflanzen entwickeln sich daher keine spezialisierten Endodermis- und Cortex-Zellschichten.

Die Wissenschaftler fügten zunächst zwei Gene in das Erbgut dieser Pflanzen ein. Das eine Gen kodierte für das Signalprotein und das andere für ein fluoreszierendes Protein. Die beiden Proteine waren miteinander verbunden, und dadurch konnten die Wissenschaftler mit einem Fluoreszensmikroskop beobachten, ob das Signalprotein von einer Wurzelzelle zur nächsten transportiert wird. Tatsächlich stellten sie fest, dass das Signalprotein in den Zellkern einer benachbarten Wurzelzelle gelangt, und dass dann wieder Endodermis- und Cortex-Zellen entstehen.

Bei dem Signalprotein handelt es sich um einen Transkriptionsfaktor. Er bindet an die DNA im Zellkern und erst dadurch kann ein anderes Gen abgelesen werden. Dieses abgelesene Gen wurde für die Einleitung der Zellteilung und die Spezialisierung der Endodermis- und Cortex-Zellen benötigt.

Ralf Möller

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