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Bakterien verwandeln Pflanzen in „Zombies“

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Phytoplasmen können Pflanzen in „lebende Tote“ verwandeln: Die schädlichen Bakterien werden von Zikaden übertragen und führen dazu, dass die befallenen Pflanzen anstelle von Blüten nur noch verkümmerte Blattstrukturen ausbilden – eine geschlechtliche Fortpflanzung ist für diese Pflanzen somit nicht mehr möglich.

„Diese Pflanzen werden zu lebenden Toten, die nur noch zur Verbreitung der Bakterien dienen“, erklärt Prof. Dr. Günter Theißen von der Friedrich-Schiller-Universität Jena. Durch die Phytoplasmen wird Theißen zufolge der Lebenszyklus der Pflanzen komplett zerstört – weshalb die befallenen Pflanzen von Wissenschaftlern auch als „Zombies“ bezeichnet werden.

Pflanzen werden durch Phytoplasmen-Befall zu „Zombies“

Prof. Theißen und seinem Jenaer Forscherteam ist es jetzt zumindest gelungen, die molekularbiologischen Grundlagen dieses Prozesses zu beleuchten. In ihrer in der Fachzeitschrift „Trends in Plant Science“ erschienenen Publikation beschreiben die Wissenschaftler, wie die Pflanzen durch den Parasitenbefall zu „Zombies“ werden.

Schuld ist demnach ein Eiweiß mit dem Namen SAP54. „Dieses Eiweiß stammt aus den Bakterien und ähnelt in seiner Struktur sehr stark einem Eiweiß, das in der Pflanze gemeinsam mit anderen Proteinen einen regulatorischen Komplex bildet, der für eine normale Blütenentwicklung sorgt“, sagt Florian Rümpler, Doktorand und Erstautor der Publikation.

Eiweiß verhindert Ausbildung von Blütenblättern und -organen

Anhand von Modellierungsstudien konnte das Jenaer Forschungsteam zeigen, dass SAP54 in befallenen Pflanzen die Struktur bestimmter pflanzeneigener Proteine imitiert. Diese sogenannten MADS-Domänen-Proteine werden dadurch degradiert und können in der Folge nicht mehr ihre normale Funktion bei der Blütenentwicklung ausüben – was letztlich die Ausbildung von Blütenblättern und -organen verhindert.

„Auch wenn wir den Infektionsprozess jetzt besser verstehen, haben wir bislang keine Möglichkeit, diesen zu verhindern“, schränkt Theißen allerdings ein. Zwar seien die neuen Erkenntnisse ein vielversprechender Ansatz für die weitere Grundlagenforschung, so das Fazit der Jenaer Wissenschaftler. Ob sich die neuen Erkenntnisse irgendwann praktisch nutzen lassen, bleibt allerdings abzuwarten.