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Molekül in den Zellwänden reguliert das Pflanzenwachstum

Das Wachstum von Pflanzen wird durch verschiedene Faktoren wie Hormonkonzentration oder Nährstoffversorgung beeinflusst. Wissenschaftler der University of Georgia stellten jetzt fest, dass sich auch Strukturänderungen der Polysaccharide in den Zellwänden auf das Pflanzenwachstum auswirken. In ihrer in Science (Vol 294, 846-849) veröffentlichten Studie zeigen sie, dass schon kleinste Strukturänderungen des Rhamnogalacturonan II Wachstumsdefekte hervorrufen können.

In den Zellwänden aller höheren Pflanzen befindet sich das Polysaccharid Rhamnogalacturonan II (RG II ). Dieses äußerst komplexe, aus elf verschiedenen Zuckern bestehende, Polysaccharid wurde bereits vor 25 Jahren entdeckt, doch bisher konnte ihm keine Funktion zugeordnet werden.

Nun stellten Malcolm O’Neill, Stefan Eberhard, Peter Albersheim und Alan Darvill vom Complex Carbohydrate Research Center der University of Georgia in Athens, USA fest, dass das normale Pflanzenwachstum von der gegenseitigen Verknüpfung von jeweils zwei RG II Molekülen abhängt.

Die RG II Moleküle sind über Boratome miteinander verbunden. Bor ist ein für das Pflanzenwachstum essenzielles Mineralelement. Fehlt Bor, können sich die RG II Moleküle nicht verknüpfen, und das Pflanzenwachstum wird gehemmt.

Die Wissenschaftler führten ihre Versuche mit einer Mutante der Pflanze Arabidopsis durch. Diese Mutanten können den Zucker Fucose, der normalerweise in das RG II eingebaut wird, nicht synthetisieren. Dadurch ändert sich die Molekülstruktur des RG II. Aufgrund dieser Strukturänderungen verknüpften sich die RG II Moleküle nicht mehr – die Boratome „rutschen“ zwischen den Molekülen durch. Nachdem die Wissenschaftler die Pflanzen mit Fucose versorgten, konnten diese wieder das „normale“ RG II herstellen, und auch ihr Wachstum normalisierte sich wieder.

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Ralf Möller
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