image: When the scientists removed one part of the receptor -- CANAR, the plant's veins were formed seemingly randomly (right side). The left side shows the normal vein formation. view more
Credit: Jakub Hajný / IST Austria
Auch Pflanzen haben Adern, die Nè§rstoffe durch ihren ganzen K?per transportieren. Die Organisation dieser Adern wird durch einen besonders komplexen Mechanismus gesteuert. Das Hormon Auxin wandert von Zelle zu Zelle, gibt ihnen damit Positionsinformationen und koordiniert sie somit bei der Bildung der Adern. Bis jetzt war es ein Rè©sel, wie die Zellen das Auxin-Signal in die Bildung des komplexen Venensystems ?ersetzen. Wissenschafter am Institute of Science and Technology (IST Austria) entdeckten nun einen molekularen Mechanismus, der eine lokale Auxin-Konzentration wahrnimmt. Diese Technik erm?licht es den Zellen, ihr Verhalten zu synchronisieren, um die Venenbildung und Regeneration zu koordinieren. Die Forscher ver?fentlichten ihre Studie in der Zeitschrift Science. Dieses Phè omen tritt auch bei der Wundheilung von Pflanzen auf und k?nte zu neuen Erkenntnissen beim Erforschen von mechanisch widerstandsfè§igeren Pflanzen.
Mit dem Blut pumpt der menschliche K?per Nè§rstoffe und Sauerstoff durch die Adern unseres K?pers. Pflanzen verwenden einen è§nlichen Mechanismus, das sogenannte Leitb?del- oder auch Gefè¹system. Auch die pflanzlichen Venen transportieren Nè§rstoffe. Diese sind f? das ï¾berleben der Pflanze und die Gr?e, Struktur und Position ihrer Blè©ter entscheidend und erm?lichen die Kommunikation zwischen weit entfernten Pflanzenteilen. Nun entdeckten Wissenschafter aus der Gruppe von Prof. Jiri Friml vom IST Austria, wie das Hormon Auxin die Position von neuen Venen bestimmt. "Auxin entscheidet welche Zellen sich zu vaskulèem Gewebe entwickeln, wodurch es die komplizierten Venenmuster steuern kann.", erklèt Jakub Hajn?, der die Studie leitete. Nehmen die Zellen das Auxin-Signal nicht wahr, bilden sich unorganisierte Adern mit Unterbrechungen, die die Nè§rstoffverteilung einschrè ken. Im Falle einer mechanischen Beschèigung vermindert dies auch die Regeneration der Pflanze.
Zellorientierung im Gewebe
Schon seit Jahrzehnten vermuteten WissenschafterInnen, dass Auxin das Kontrollsignal f? die Venenbildung und Organisation der komplexen Muster ist. Bislang verstand jedoch niemand, wie Zellen dieses chemische Signal entschl?seln k?nen. Der Friml-Gruppe gelang es nun, die verantwortlichen Proteine, genannt CAMEL und CANAR, als Auxin-Sensor zu identifizieren. Der CAMEL/CANAR-Komplex nimmt vermutlich die Auxin-Konzentration in der Umgebung wahr und erm?licht es den Zellen somit, ihre Ausrichtung zu synchronisieren, um Venen zu bilden. "Im Grunde funktioniert das System wie ein molekularer Kompass f? die Zellorientierung. Anstelle eines Magnetfeldes wird jedoch die Auxin-Konzentration erfasst", erklèt Jakub Hajn?. Hiermit entdeckte das Team die molekulare Basis, die der Auxin-vermittelten Venenbildung und -regeneration zugrunde liegt.
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Science