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Fühler an der Oberfläche von Zellen kommunizieren miteinander

10.01.2018

Beim Unkraut wie bei Menschen hat jede Zelle außen viele Fühler (Rezeptoren), die Signale von anderen Zellen und der Umwelt wahrnehmen. Sie übermitteln die Informationen nicht nur ins Zellinnere, sondern tauschen sich auch untereinander aus, fanden Wiener Forscher bei Ackerschmalwand-Pflanzen heraus. Zweihundert Rezeptoren zeigten tausende Interaktionen, berichten sie im Fachjournal "Nature".

Die Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) ist ein wichtiger Modellorganismus der Biologen, gilt gemeinhin aber als "Unkrautpflanze". Sie hat insgesamt über 600 solcher ins Zellinnere verbundene Rezeptoren (Rezeptorkinasen), das sind über zehn Mal mehr als bei Menschen und anderen Säugetieren, erklären die Forscher um Youssef Belkhadir vom Gregor Mendel Institut für Molekulare Pflanzenbiologie (GMI) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) in Wien in einer Aussendung. Mit internationalen Kollegen haben sie die wichtigsten 200 davon (sogenannte "leucinreiche Wiederholungs-Rezeptorkinasen) nach dem Motto "jede-gegen-jede" auf die 40.000 möglichen Wechselwirkungen getestet. Sie fanden dabei 2.145 in beide Richtungen gehende Interaktionen.

Dabei stellten sie auch fest, dass kurze Fühler mehr mit anderen in Kontakt treten, als längere. "Wahrscheinlich sind sie dazu entstanden, die Aktionen der Rezeptoren zu koordinieren", meinen die Biologen. Außerdem entdeckten sie bisher unbekannte Rezeptoren, die entscheidend für die Integrität des Netzwerks sind. Einen davon nannten sie "APEX". Computermodelle sagten voraus, dass es ernsthafte Störungen im ganzen System gibt, wenn man ihn entfernt, weil dann fast alle Knotenpunkte des "Kernnetzwerks" verloren gehen.

Die Forscher konnten dies in Versuchen bestätigen: Ackerschmalwand-Pflanzen ohne APEX und einen anderen wichtigen Knotenpunkt hatten Entwicklungsstörungen. Dies passierte jedoch erst über Umwege durch zwei Rezeptoren, die gar nicht direkt mit APEX Umgang pflegen. Ohne das ganze Netzwerk zu kennen, hätte man diesen Zusammenhang also gar nicht entdecken können, so die Forscher.

Service: http://dx.doi.org/10.1038/nature25184

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