Die Zellkommunikation bei der Wurzelausbildung
Damit Pflanzenwurzeln Wasser und Nährstoffe effizient transportieren können, muss die Form und Struktur des Wurzelsystems an sich verändernde Umgebungsbedingungen angepasst werden. Pflanzen verfügen folglich über ein komplexes Kommunikationssystem, mit dem Informationen zwischen Wurzeln und Zellen aus der Umgebung, die die Wurzelbildung und die Entwicklung nach der Ausreifung regulieren, übertragen werden können. Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts "Receptor-like kinase signalling in Arabidopsis thaliana root development" (REKSARD) wurde das Modell eines Pflanzenwurzelsystems zur Untersuchung der Zelle-Zelle-Kommunikation während der Wurzelausbildung angewandt. Die Forscher fokussierten sich auf ein Kommunikationssystem, in dem sich ein Rezeptorprotein, das an die Pflanzenzellmembran gekoppelt ist, an ein Molekül bindet, welches als Ligand bezeichnet wird. Da sich das transmembrane Protein sowohl innerhalb als auch außerhalb der Zelle befindet, kann es mit anderen Zellen über mobile Signalmoleküle kommunizieren. Die Informationen werden zur Steuerung der Zellteilung während der Organausbildung und zur Übertragung von Positionsinformationen zur Regelung des Wurzelwachstums genutzt. Um herauszufinden, welche Rezeptor/Liganden-Kombinationen wichtig für die Wurzelbildung sind, wurde im Rahmen des REKSARD-Projekts das Rezeptorprotein ARABIDOPSIS CRINKLY4 (ACR4) der Modellpflanze Arabidopsis thaliana beschrieben. Das ACR4-Protein, das bei der Reifung die Regulierung der Organentwicklung unterstützt, ermöglicht als Reaktion auf fluktuierende Umgebungsbedingungen ein flexibles Wurzelwachstum und eine flexible Struktur. Als Nächstes versuchen die Forscher zu bestimmen, welche Liganden sich an das ACR4-Protein binden und inwiefern durch diese Bindung die Wurzelbildung über die Zelle-Zelle-Kommunikation und die Zellteilungssteuerung reguliert wird. Abgesehen davon, dass an der Reifung beteiligte Steuermechanismen beleuchtet wurden, stellt das REKSARD-Projekt ein ideales Instrument zur Untersuchung von Mechanismen der Zelle-an-Zelle-Kommunikation während des Wachstums und der Entwicklung bereit.
Schlüsselbegriffe
Zelle-Zelle-Kommunikation, Wurzelausbildung, multizellulare Organismen, Kinase-Signale, Arabidopsis thaliana
