Gelöste Bremse

News: Gelöste Bremse

Baumwachstum nach Maß - das schwebt nicht nur Wissenschaftlern, sondern auch der holzverarbeitenden Industrie vor. Ob weiches Holz für die Papierherstellung oder hartes Holz für die Möbelproduktion, über die Beeinflussung der Größe von Holzzellen könnten diese Wünsche erfüllt werden. Forscher haben nun erste Grundlagen für eine solche Manipulation geschaffen: Sie untersuchten ein Wachstumshormon von Pflanzen - Auxin - und enthüllten dessen Wirkungsmechanismus.

Sylvia Uhl

Dass Pflanzen "sehen" können, weiß jeder, denn sie wachsen meistens dem Licht entgegen. Verantwortlich für diesen so genannten Phototropismus ist das Pflanzenhormon Auxin. Es bestimmt aber nicht nur die Wachstumsrichtung von Sprossen, sondern ist auch für die Vergrößerung und Formveränderung von Pflanzenzellen verantwortlich. Die zentrale Rolle von Auxin in der Regulation des Pflanzenwachstums ist schon lange bekannt und hat das Interesse vieler Wissenschaftler auf sich gezogen.

Bisherige Studien beschäftigten sich jedoch ausschließlich mit der Regulation von Auxin – das heißt mit verschiedenen Auxin-Rezeptoren und Proteinen, welche an diese binden und das Hormon aktivieren. So war bekannt, dass sowohl die Auxinmenge, als auch die Anzahl der Rezeptoren maßgeblich für die Größe einer Pflanze verantwortlich ist.

Nun haben Mark Estelle und seine Kollegen von der University of Texas nicht die Aktivierung, sondern den Wirkungsmechanismus von Auxin in der Modellpflanze Arabidopsis thaliana untersucht. Offenbar stimuliert Auxin die Expression bestimmter Gene – das bedeutet das Anschalten von zunächst blockierten Genen. Doch wie funktioniert das?

Als erstes identifizierten die Wissenschaftler ein Protein, das die entsprechenden Gene abschaltet. An dieses Repressor-Protein binden spezifische Proteinkomplexe, die wiederum deren Abbau verursachen. Damit entfällt die Blockade der Gene, und sie können aktiv werden. Was hat nun Auxin damit zu tun? Auch diese Frage konnten die Wissenschaftler beantworten. Das Pflanzenhormon ist der eigentliche Auslöser dieser Kettenreaktion: Es stimuliert die Proteinkomplexe, sich an die Repressor-Proteine zu binden und ist somit das übergeordnete Startsignal für die Genexpression. Estelle vergleicht Auxin mit einem Autofahrer, der den Wagen zum Fahren bringt, indem er den Fuß von der Bremse nimmt.

Die Forscher messen dieser Erkenntnis auch wirtschaftliche Bedeutung bei, da vielleicht schon in naher Zukunft Pflanzenwachstum nach Bedarf gesteuert werden kann. Dies ist durchaus vorstellbar, denn in der Landwirtschaft spielen heute schon den Hormonen ähnlichen, jedoch synthetisch hergestellten Wachstumsregulatoren eine bedeutende Rolle.