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WissenschaftlerInnen lösen seit langem bestehende Frage nach dem Signal, das die Embryonalentwicklung
steuert - Studie in Nature Plants veröffentlicht
Brno/Wien (ist) - Schwangerschaften beim Menschen und die Samenentwicklung bei Pflanzen mögen sehr
unterschiedlich aussehen, es gibt aber Parallelen - nicht zuletzt die, dass sich der Embryo in enger Verbindung
mit der Mutter entwickelt. Bei Tieren ist bekannt, dass ein ganzes Netzwerk von mütterlichen Signalen die
Entwicklung des Embryos beeinflusst. Bei Pflanzen ist seit einiger Zeit klar, dass mütterliche Signale die
Embryonalentwicklung regulieren. Allerdings war das Signal selbst unbekannt - bis jetzt. PflanzenforscherInnen
des Institute of Science and Technology Austria (IST Austria), des Central European Institute of Technology (CEITEC)
und der Universität Freiburg haben nun herausgefunden, dass ein von der Mutter stammendes Pflanzenhormon,
das sogenannte Auxin, eines der Signale ist, die dem Pflanzenembryo seine Gestalt vorgeben. Ihre Studie erschien
am 16. Juli in Nature Plants.
"Pflanzenforscher versuchen seit Jahrzehnten, die Natur der Signale zwischen Mutter und Embryo herauszufinden",
erklärt Jiri Friml, Professor am IST Austria und einer der Korrespondenzautoren. "Wir zeigen, dass die
Quelle des Auxins, das die frühe Embryonalentwicklung reguliert, die Mutter ist." Auxin ist ein Hormon,
das viele Rollen in der Entwicklung von Pflanzen spielt und es war bekannt, dass es auch für die Embryonalentwicklung
wichtig ist. Durch die Visualisierung der Biosynthese und der Reaktion auf Auxin zeigen die Forscher, dass das
mütterliche Gewebe, das den Embryo im Samen umgibt, nach der Befruchtung mehr Auxin produziert.
Die AutorInnen zeigen weiters, dass diese erhöhte mütterliche Auxinproduktion für den Embryo entscheidend
ist: Wenn die Auxinproduktion unterbrochen wird, entwickelt sich der Embryo nicht richtig. Und es ist das mütterliche
Auxin, das diese wichtige Rolle spielt. Kreuzten die Forscher zwei Pflanzen so, dass die Mutter kein Auxin produziert,
der Embryo aber schon, entstehen trotzdem die gleichen Defekte in der Embryonalentwicklung – damit war der Beweis
erbracht, dass Auxin der Mutter das wichtige Entwicklungssignal ist.
Auxin ist jedoch nicht das einzige mütterliche Signal, das den Embryo beeinflusst, erklärt Friml: "Wenn
wir die Zufuhr von Auxin von der Mutter zum Embryo stoppen, wächst der Embryo zwar fehlerhaft, aber er entwickelt
sich trotzdem irgendwie. Das bedeutet, dass es ein weiteres, auxin-unabhängiges Signal geben muss." Die
Publikation ist eine Zusammenarbeit zwischen Jiri Friml und seiner Gruppe, insbesondere Helene S. Robert, ehemalige
Postdoc von Friml und jetzt Gruppenleiterin am CEITEC in Brno, und der Gruppe von Thomas Laux an der Universität
Freiburg.
Originalpublikation: Helene
S. Robert, et al. “Maternal auxin supply contributes to early embryo patterning in Arabidopsis”, Nature Plants,
DOI: 10.1038/s41477-018-0204-z
https://www.nature.com/articles/s41477-018-0204-z.pdf
Über das IST Austria
Das Institute of Science and Technology (IST Austria) in Klosterneuburg ist ein Forschungsinstitut mit eigenem
Promotionsrecht. Das 2009 eröffnete Institut widmet sich der Grundlagenforschung in den Naturwissenschaften,
Mathematik und Computerwissenschaften. Das Institut beschäftigt ProfessorInnen nach einem Tenure-Track-Modell
und Post-DoktorandInnen sowie PhD StudentInnen in einer internationalen Graduate School. Neben dem Bekenntnis zum
Prinzip der Grundlagenforschung, die rein durch wissenschaftliche Neugier getrieben wird, hält das Institut
die Rechte an allen resultierenden Entdeckungen und fördert deren Verwertung. Der erste Präsident ist
Thomas Henzinger, ein renommierter Computerwissenschaftler und vormals Professor an der University of California
in Berkeley, USA, und der EPFL in Lausanne, Schweiz.
Masaryk Universität und CEITEC
The Masaryk university was established by an act of law on 28 January 1919. It was founded as the second Czech
university, in large part thanks to the endeavour of Czechoslovak president Tomáš G. Masaryk, whose name
it now bears. Masaryk University is comprised of nine faculties, two university institutes and approximately 200
departments. Nearly 35,000 students are currently enrolled, including over 7,000 internationals.
Ceitec MU is a part of the Central European Institute of Technology, which is a consortium of 6 partners institutes.
It was created from a joint project of the six most important universities in Brno and research institutions such
as Masaryk University, Brno University of Technology, Mendel University in Brno, Veterinary and Pharmaceutical
University Brno, Research Institute of Veterinary Medicine and Institute of Physics of Materials of the Academy
of Sciences of the Czech Republic.
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