SNARE-Komplexe liefern Erkenntnisse über Signalproteine
Der Wachstumsprozess bei Pflanzen ist sehr komplex und hängt von molekularen Signalen ab, die genau zum richtigen Zeitpunkt und am richtigen Ort erfolgen müssen. Während des Wachstums definiert das Zellgerüst einen hochpräzisen Rahmen. Die beteiligten Signalmechanismen sind zudem für die Modulierung chemischer Substanzen auf der Zellmembran zuständig. Das EU-finanzierte Projekt Cellsec (Studying plant cell secretion and membrane trafficking) untersuchte die Aktivität von zwei Proteinen in diesem komplexen Signalnetzwerk in polarisierten Wachstumszellen. Von polarem Wachstum spricht man, wenn das Zellwachstum auf ein kleines Oberflächenareal begrenzt ist. Cellsec untersucht als erstes Projekt die Aktivität von SAC-Proteinen (SAC: Spindle Assembly Checkpoint) und Syntaxin, ein Protein des so genannten SNARE-Komplexes (SNARE: soluble NSF attachment protein receptor). SAC-Proteine aktivieren eine Vielzahl chemischer Kaskaden im Wachstumsprozess. Syntaxin spielt eine wichtige Rolle bei der Exozytose, einer Art Stofftransport aus der Zelle heraus, bei dem Vesikel auf der Zellmembran lösliche chemische Substanzen freisetzen. Syntaxin reguliert die Integration und Fusion dieser Vesikel mit der Zellmembran, und auf dieser Basis wiederum wird die Membransekretion während des Wachstums reguliert. An Untersuchungen mit Mutanten zeigten die Forscher von Cellsec, dass Syntaxine zwar Teil dieses Mechanismus sind, aber nicht die erforderliche Spezifität aufweisen. Diese Rolle übernehmen andere Signalmoleküle wie etwa Kalzium-Ionen und PIP5K4-Genprodukte. Welche Funktion den Kalzium-Ionen in dieser Umgebung zukommt, soll Aufschluss liefern über die Rolle assoziierter Gene, die für die durch zyklische Nukleotide aktivierten CNG-Kanäle (CNGC) kodieren. Diese erstaunlichen Moleküle registrieren Veränderungen der elektrischen Ladung auf der Zellmembran und fungieren somit als "elektrischer" Schalter für chemische Prozesse. Die geschlechtliche Vermehrung steht im Zentrum aller Bemühungen, die genetische Vielfalt von Pflanzen zu erhöhen. Da das Wachstum des Pollenschlauchs zu den wichtigsten Phasen der pflanzlichen Befruchtung zählt, sind die Forschungsergebnisse vor allem für Pflanzenzüchter und Agroindustriebetriebe interessant.
