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Die Erforschung der Vakuolenfunktion von Pflanzen

Vakuolen haben erhebliche Auswirkungen auf den Pflanzenertrag und den Nährwert, da sie Schlüsselnährstoffe, Kohlenhydrate und Speicherproteine ansammeln und transportieren. EU-finanzierte Forscher konzentrierten sich auf die Rolle von Proteinspeichervakuolen (PSV).

Klimawandel und Umwelt

Trotz vieler Studien zu pflanzlichen Vakuolen weiß man nur wenig über die zelluläre Maschinerie und die Regulationsmechanismen von PSV. Das Projekt MC VACUOLE (Trafficking to the vacuoles in plants) hatte sich zum Ziel gesetzt, dies zu ändern, um Anwendungen in der Biotechnologie zu fördern. Mithilfe von Zellbiologie, Physiologie und bioinformatischer Analysen studierten die Forscher ribosomale Protein-Mutanten in der Modellpflanze Arabidopsis thaliana. Dies half beim Verständnis grundlegender zellulärer Mechanismen wie die Translationsregulation, die für die ordnungsgemäße Zustellung der Ladungen für die Vakuole erforderlich sind. Insbesondere hoben die Ergebnisse die Bedeutung der Steuerung bestimmter Transkriptionsfaktoren hervor, die sogenannte kurze offene Leserahmen (upstream open reading frames) enthalten. Besonders nützlich war die Entwicklung von Analysetools, um vakuoläre Transportwege, zelluläre Maschinen und die Identifikation von Vesikelladungen zu studieren. MC VACUOLE erstellte erfolgreich ein Protokoll, um die Protein- und Metabolitenzusammensetzung von spezifischen vakuolär ausgerichteten Vesikeln zu bestimmen. Die Projektergebnisse werden zukünftige Forschungen bei ihren Bemühungen zur Verbesserung von verschiedenen vakuolären Reserven in interessanten Kulturpflanzen unterstützen, um Biomasse, Produktionsausbeute und Resistenz zu steigern. Bei der aktuellen Situation der steigenden Lebensmittelnachfrage und begrenzter landwirtschaftlicher Flächen sowie Wasserressourcen wird diese Forschung einen enormen Einfluss auf die globale Ernährungssicherheit haben.

Schlüsselbegriffe

Proteinspeichervakuole, Ertrag, Translationsregulation, vakuolärer Transport, Biomasse, Ernährungssicherheit

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23 Oktober 2020