Wenn Pflanzenzellen die Grenzen dicht machen

Boku-Forscher fand heraus: Abbau von Hormontransporter regelt Wurzelwachstum

Wien - Im Unterschied zu Tieren, die sich streng nach einem inneren Bauplan entwickeln, hängt das Pflanzenwachstum stark von der Umwelt ab. Der Spross wächst zum Licht, die Wurzeln strecken sich zu Nährstoffen oder richten sich nach der Schwerkraft aus. Als Wachstumssignal sind Pflanzenhormone wichtig - Auxin etwa, das von einer Zelle zur nächsten transportiert wird. Diesen Transport können Pflanzenzellen stoppen, indem sie ihre Grenzen dichtmachen, stellte nun Christian Luschnig von der Universität für Bodenkultur (Boku) Wien fest. Ein Signal sorgt dafür, dass der für die Auxin-Weiterleitung verantwortliche Transporter aus der Zellmembran entfernt und abgebaut wird.

Der bereits von Charles Darwin (1809-1882) entdeckte Botenstoff Auxin ist in praktisch allen Pflanzenteilen für Wachstum und Entwicklung verantwortlich. Er ist unter anderem in dem Bereich der Wurzelspitze aktiv, wo die Wurzelzellen in die Länge wachsen und sich fertig ausdifferenzieren, also ihre endgültige Form annehmen, erklärte Luschnig. Der Auxin-Transport erfolgt von Zelle zu Zelle, wobei für die Ausreise ein Eiweißstoff namens PIN2 verantwortlich ist, der das Hormon aus der Zelle ausschleust, so Luschnig.

Einflussreiche Schwerkraft

Der Hormontransport wird unter anderem damit geregelt, dass der Transporter PIN2 markiert und daraufhin abgebaut wird, fand Luschnig heraus. Dafür wird ein weiterer Eiweißstoff namens Ubiquitin an PIN2 befestigt, worauf PIN2 von der Zellmembran in das Zellinnere gebracht und abgebaut wird. Für das Hormon Auxin ist die Reise damit zu Ende.

Der Mechanismus ist unter anderem wichtig, damit Wurzeln entgegen der Schwerkraft wachsen, fand Luschnig mit seinem Team in dem vom Wissenschaftsfonds FWF geförderten Projekt heraus. Stimulierung durch die Schwerkraft sorgt dafür, dass der Auxin-Transporter PIN2 stärker abgebaut wird, wie die Forscher in der Oktoberausgabe der Fachzeitschrift "Plant Signaling & Behaviour" berichten. Dadurch würden sich die Hormonkonzentrationen an der Ober- und Unterseite einer Wurzel unterscheiden und sie kann sich nach der Schwerkraft ausrichten. (APA/red, derstandard.at, 01.11.2012)

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