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Pflanzenzellen ertasten ihre Außenwelt

11.03.2019

Pflanzenzellen können sich viel schneller strecken als tierische Zellen. Bestimmte Bambusarten etwa wachsen bis zu einen Meter pro Tag. Das könnte daran liegen dass sie ein Organelle – die Vakuole – wie ein Ballon im inneren der Zellen aufblasen.

Wissenschaftler der Universität für Bodenkultur Wien (BOKU) haben herausgefunden, dass die From und Ausdehnung der Vakuole eine entscheidende Rolle bei der Wachstumsregulierung von Pflanzen besitzt. Während des Zell-Streckungswachstums vergrößert sich das Volumen der Vakuole und erlaubt Pflanzenzellen enorm schnell mit den bereits bestehenden zellulären Bausteinen zu wachsen.

Zellwände limitieren die Zellgröße in Pflanzen Dieses enorme Streckenwachstum in Pflanzen ist eigentlich doch verwunderlich, weil Pflanzenzellen von einer stabilen Zellwand umgeben sind. Daher muss die Zellwand zunächst einmal aufgeweicht werden, damit die darunterliegende Zelle sich überhaupt erst vergrößern kann. Ein internationales Team um den Zellbiologe Prof. Dr. Jürgen Kleine-Vehn berichten nun im renommierten Fachmagazin „EMBO Journal“ ( http://emboj.embopress.org/content/early/2019/03/08/embj.2018100353), dass der Zustand der Zellwand von den Zellen erfühlt werden kann.

Wird die Zellwand weicher, so wird ein Signal an die Zelle übermittelt der die Vakuole wie ein Ballon in der Zelle aufblasen wird. Die Forscher zeigen damit, dass Wachstumsregulation in Pflanzen von außen nach innen weitergegeben wird. Dieser Mechanismus kann somit verschiedene Prozesse koordinieren, welche für die Zellstreckung essentiell sind.

Molekularer Mechanismus zeigt wie Pflanzenzellen ihre Zellwand erfühlen

Die Forscher konnten zeigen dass der sogenannte „Feronia“ Rezeptor in der Zellmembran mit einem Ko-Rezeptor außerhalb der Zelle interagiert.

Dieses extrazelluläre Protein wird „LRR-Extensin“ genannt und kann zum einen mit dem Rezeptor und zum anderen mit Zellwandbestandteilen interagieren. Damit kann dieser Komplex Veränderungen in der Zellwand molekular wahrnehmen und über den Rezeptor ins Innere der Zelle weiterleiten. Die BOKU-ForscherInnen wurden bei diesem Forschungsprojekt vom Wiener Wissenschafts-, Forschungs- und Technologiefonds (WWTF) und der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) unterstützt.

Pressebilder werden bei Bedarf gestellt.

Kontakt / Rückfragen:
Jürgen Kleine-Vehn, Assoc. Prof. Dr.
Universität für Bodenkultur Wien (BOKU)
Department für Angewandte Genetik und Zellbiologie
1190 Wien, Muthgasse 18
+43-1-47654-94150
juergen.kleine-vehn@boku.ac.at
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