Einblicke in die Proteintransportfunktionen von Pflanzen
Bislang konnten wesentliche Fortschritte hinsichtlich der Entschlüsselung der NPC-Struktur bei Vertebraten- und Hefezellen erzielt werden. Bei dem NPC handelt es sich um den größten Multiproteinkomplex, den diese Zellen beinhalten. Der Komplex setzt sich aus mehreren Kopien von ca. 30 unterschiedlichen Proteinen zusammen, die von Wissenschaftlern als Nukleoporine bezeichnet werden. Über die Molekularstruktur und physiologische Funktion von Nukleoporinen bei Pflanzen ist hingegen nur wenig bekannt. Wissenschaftler starteten das EU-finanzierte Projekt PLANTNPC (Functional characterisation of the plant nuclear pore complex), um diese Wissenslücke zu füllen. Das Ziel bestand darin, über die Identifizierung einer Reihe von nukleoporinmutierten Pflanzen ein besseres Verständnis darüber zu erlangen, wie sich der NPC auf unterschiedliche Signalwege auswirkt. Diese Mutanten können Aufschluss darüber geben, inwiefern sich der Proteintransport auf hormonale, abiotische und biotische Stressreaktionen auswirkt. Vor diesem Hintergrund untersuchten die Forscher Phänotypen einer Vielzahl nukleopurinmutierter Pflanzen. Es wurde die Kernmorphologie und die Ansammlung von Boten-RNA (mRNA) beleuchtet und festgestellt, dass die Kernform nicht bei allen Mutanten konsistent ist. Bestimmte Nukleoporin-Mutanten wiesen rundere Kerne auf als andere. Noch erstaunlicher war die Erkenntnis, dass sich unterschiedliche Mengen von Kern-mRNA in diesen Mutanten ansammeln. Die angesammelte mRNA-Menge wurde über eine neue Methode berechnet, die es ebenfalls ermöglichte, zu definieren, inwiefern verschiedene Subkomplexe zum Export von Kern-Makromolekülen beitragen. Um die Bedeutung des NPC für den mRNA-Export näher zu untersuchen, setzten die Forscher auf eine RNA-Sequenzierung. Die RNA wurde von Ribosomen- und Polysomenfraktionen isoliert, um herauszufinden, welche Transkripte bei unterschiedlichen Mutanten differenziell aus dem Kern exportiert werden. Eine Analyse des großen generierten Datensatzes ist derzeit im Gange. Es wird damit gerechnet, dass die Resultate wertvolle Einblicke zur Funktion des NPC sowie zur Spezifität geben werden, die auf der NPC-Ebene auftritt. Nachfolgende Forschung wird Informationen über die spezifischen Proteine liefern, deren Kerntransport sich aufgrund von Reaktionen auf Pathogene, Kälte und Hormone ändert. Im Rahmen von PLANTNPC sind mehrere Herausforderungen angegangen worden, denen sich Forscher auf einem noch jungen Gebiet gegenübersehen, in dessen Fokus die Kernproteinkomplexe von Pflanzen sowie die Frage stehen, wie sich NPC-Fehler auf die Genexpression auswirken. Die derzeitigen Erkenntnisse sind außerdem in einem Übersichtsbeitrag zusammengefasst, welcher in der Fachzeitschrift Journal of Experimental Botany veröffentlicht wurde.
Schlüsselbegriffe
Proteintransport, Pflanzen, Kernporenkomplex, RNA, Nukleoporine, PLANTNPC
