Der "Frostschutzschalter" der Ackerschmalwand

3. Juli 2004, 10:00
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Ein molekularer Schalter reagiert auf Temperaturen und setzt Schutzmechanismen in Gang

Wien - Eine Art genetischen Frostschutzschalter bei Pflanzen hat ein amerikanisch-japanisch-österreichisches Wissenschafterteam um Heribert Hirth vom Vienna Biocenter entdeckt. Der molekulare Schalter reagiere auf Temperaturen und setze eine ganze Reihe von Mechanismen in der Zelle in Gange, welche die Pflanze vor den Auswirkungen von Kälte schützt, so Hirth. Die Entdeckung wurde in der wissenschaftlichen Zeitschrift "Molecular Cell" veröffentlicht. Unterstützt wurden das Projekt vom Fonds zur Förderung der wissenschaftliche Forschung (FWF).

Genetischer Code bekannt

Untersucht wurden in dem Projekt die Ackerschmalswand (Arabidopsis thaliana), von der mittlerweile der genetische Code weitgehend geknackt ist. Die Forscher sind aber sicher, dass die Sache mit dem Frostschutzschalter in anderen Pflanzen ebenso funktioniert. Klar ist auch, dass der Schalter direkt auf Temperatur anspricht. Wie er das macht, welchen Temperaturfühler er dafür verwendet, ist allerdings noch nicht geklärt. Fehlt der Schalter - eine so genannte Proteinkinase - auf Grund eines Gendefekts, so erkennen die Pflanzen herannahenden Frost nicht rechtzeitig und gehen ein.

Eisbildung verursacht keine Schäden

Wenn der Schalter in gesunden Pflanzen auslöst, bewirkt er eine ganze Reihe von Frostschutzmaßnahmen innerhalb der Pflanze. So werden etwa durch Anschalten verschiedener Gene effektiv Frostschutzmittel - etwa bestimmte Zucker - gebildet, die ein Einfrieren der Zelle verhindern. Sinkt die Temperatur dann aber doch unter den Gefrierpunkt des Zellsaftes, sorgen ebenfalls gebildete Eiweiße dafür, dass die Eisbildung keine Schäden in der Pflanze verursacht. "Das Problem dabei ist weniger das Einfrieren, sondern das Auftauen. Dabei können die messerscharfen Eiskristalle effektiv die Zellen zerschneiden", so Molekularbiologe.

Durch die Kenntnis der molekularen Mechanismen können die Wissenschafter den Kälteschutzschalter nun auch beeinflussen und bewirken, dass er früher (also noch bei höheren Temperaturen) oder später auslöst. Denkbar wäre, den Schaltweg etwa auch bei Gemüsepflanzen soweit zu manipulieren, dass diese besser vor Kälte geschützt sind und beispielsweise schon im März ausgebracht werden könnten. (APA)

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