Wurzeln wachsen der Schwerkraft folgend nach unten. Diese als Gravitropismus bekannte Regel haben jetzt Forscher der Universität von Kalifornien in Riverside außer Kraft gesetzt. Mithilfe einer neuen Methode identifizierten sie Substanzen, die Pflanzen daran hindern, dem Prinzip zu folgen.
Im Rahmen des Projektes „Chemical Genomics“ befassen sich amerikanische Forscher mit der Auslese von 10.000 kleinen Molekülen, um diejenigen herauszufiltern, die einen positiven oder negativen Einfluss auf das Richtungswachstum von Pflanzen haben.
„Der Vorteil dieser Methode gegenüber der klassischen Genetik liegt auf der Hand“, erklärt Natasha Raikhel, Professorin an der Universität von Kalifornien. Mutationen an bestimmten Genen, besonders an solchen, die Membranproteine kodieren, haben oft tödliche Auswirkungen auf die gesamte Pflanze. Die Bindung von kleinen Molekülen an die Gene dagegen kann diese verändern oder außer Funktion setzen ohne die gesamte Pflanze in Mitleidenschaft zu ziehen. Das Forscherteam sieht die Zukunft dieser Methode beim Einsatz in der Landwirtschaft. „Die Chemikalien können gezielt zur Steigerung des Ernteertrags eingesetzt werden.“
Die Forscher haben vier Substanzen herausgefiltert, die Einfluss auf den Gravitropismus und den Membrantransport von Proteinen in der Pflanzenzelle haben. Nur eine dieser Substanzen hat Ähnlichkeit mit Auxin, dem Botenstoff, der in der Natur für das Richtungswachstum von Pflanzen verantwortlich ist. Zwei weitere Substanzen wirken über andere Reaktionswege. Der vierte Stoff ähnelt Pyocyanin, einem Produkt des Bakterienstoffwechsels, von dem Forscher vermuten, dass es an Membranen von Hefezellen bindet.
Mithilfe der Chemical Genomics erhoffen sich die Forscher nun Möglichkeiten, den Proteintransport und die genetischen Signale innerhalb des Membransystems von Pflanzenzellen besser zu verstehen. Obwohl diese Mechanismen sehr wichtig für das Wachstum von Pflanzen sind, sind sie noch kaum untersucht. Die Forscher können die entsprechenden Stoffe nun dazu verwenden, Transportwege und Zielproteine innerhalb des Membransystems zu identifizieren.
(Universität von Kalifornien, 21.03.2005 – PJÖ)
