Wie Pflanzen dem Verlust ihres Gedächtnisses vorbeugen

    7. September 2017, 12:22
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    Genetische Erinnerungen werden unmittelbar nach der Erbgut-Verdoppelung aufgefrischt

    Wien – Auch Pflanzen haben eine Art Gedächtnis. Ein schnelles Auffrischen der genetischen Erinnerungen direkt bei jeder Verdopplung ihres Erbguts sorgt dafür, dass sie dies nicht von einem Jahr aufs andere vergessen, wie nun Wiener Wissenschafter im Fachjournal "Science" berichten.

    Für das genetische Gedächtnis sind bei Pflanzen und Tieren Veränderungen an der Verpackung des Erbguts zuständig, also an den Histon-Eiweißstoffen, die die DNA umhüllen. Danhua Jiang und Frederic Berger vom Gregor Mendel Institut für Molekulare Pflanzenbiologie (GMI) der Akademie der Wissenschaften (ÖAW) in Wien haben sich bei Tabakpflanzenzellen eine spezielle Veränderung genauer angesehen, die für viele Entwicklungsprozesse wichtig ist: das Anhängen von drei Methylgruppen an das Verpackungselement Histon-3. Dies stellt Gene ruhig, unter anderem eines namens FLC, welches bei Pflanzen das Blühen unterbindet.

    Sichere Übertragung

    Sie fanden heraus, dass diese Veränderungen unmittelbar nach dem Kopieren des DNA-Fadens für die Zellteilung vorgenommen werden, wenn er sogleich wieder wohlverpackt wird. Zunächst hängt ein Eiweißstoff namens ATXR5/6 eine einzelne Methylgruppe auf den vorgesehenen Platz (die Aminosäure Lysin 27). Dies ist Zeichen für den Eiweißstoff PCR2, zwei weitere Methylgruppen hinzuzufügen. Die Forscher zeigten, dass PCR2 direkt an den Ort gebunden ist, wo die DNA-Verdopplung vorgenommen wird, und dadurch eine verlässliche Übertragung der Gedächtnisinformation auf den neu hergestellten DNA-Faden gewährleistet.

    Dieser Prozess geschieht bei Pflanzen deutlich schneller als bei Tieren, denen ATXR5/6 fehlt, erklärte Berger. Dies sei auch notwendig, denn Pflanzenzellen sind etwa weit mehr in Gefahr, ihre Identität zu vergessen, weil sie im Gegensatz zu tierischen Zellen ihr ganzes Leben lang Alleskönner bleiben. Dadurch können Pflanzen zwar wunderbar regenerieren, wenn man ihnen zum Beispiel einen Zweig abschneidet, brauchen aber zusätzliche Unterstützung, damit sie ihre aktuelle Aufgabe im Gedächtnis behalten. (APA, red, 7.9.2017)

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