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Donnerstag, 23.10.2014
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Pflanzenkrebs: Mikroben als trickreiche Manipulatoren

Bakterien verändern die Aktivität von vielen Genen

Wenn Pflanzen krebsartige Geschwulste entwickeln, ist manchmal ein Bakterium dafür verantwortlich. Wie die Mikroben dabei vorgehen, hat eine Würzburger Forscherin untersucht - und dabei Erstaunliches entdeckt: Das Bakterium drückt der Pflanze seinen Willen auf.

Von Agrobacterium ausgelöste Pflanzentumore

Winzer, Obstbauern und Hobbygärtner kennen das Phänomen: Ihre Weinstöcke oder Obstbäume entwickeln knapp oberhalb des Bodens tumorartige Gebilde und tragen anschließend deutlich weniger Früchte als zuvor. Von Wurzelhalsgallen spricht der Fachmann in diesem Fall. Im Weinbau heißt die Krankheit Mauke.

Wurzelhalsgallen als besondere Form von Pflanzenkrebs


Mit solchen Wucherungen beschäftigt sich Rosalia Deeken schon seit vielen Jahren. Mit ihrem Team hat sie im Julius-von-Sachs-Institut für Biowissenschaften der Universität Würzburg deren Ursachen erforscht. „Bei Wurzelhalsgallen handelt es sich um eine besondere Form von Pflanzenkrebs“, erklärt die Biologin.

Wie auch beim Menschen oder bei Tieren ist bei Pflanzen in der Regel ein genetischer Defekt dafür verantwortlich, dass sich Zellen ungebremst teilen und vermehren. Der programmierte Zelltod, der normalerweise dafür sorgt, dass geschädigte Zellen sich selbst zerstören, ist dann außer Kraft gesetzt. Im Fall der Wurzelhalsgallen ist das ähnlich - und doch ganz anders.

Abwehr der Wirtspflanze manipuliert


„Diese Form von Pflanzenkrebs wird durch das Bodenbakterium Agrobacterium tumefaciens ausgelöst“, sagt Deeken. Die Würzburger Pflanzenwissenschaftlerin fand heraus, dass das Bakterium die Abwehrmechanismen der Wirtspflanze so manipuliert, dass es ungehindert Teile seines Erbguts in das Erbgut der Wirtspflanzen einschleusen kann. Dann programmiert es die befallene Zelle um.

„Wir konnten nachweisen, dass das Bakterium die Aktivität einer großen Anzahl von Genen verändert und die Pflanze dazu bringt, eine Reihe von Hormone verstärkt zu produzieren“, erklärt Deeken. In der Folge startet eine unkontrollierte Zellvermehrung, ein Tumor entwickelt sich.

Parallelen zum Tumorwachstum beim Menschen


Dessen Wachstum zeigt Parallelen zum Wachstum von Tumoren beim Menschen: Während im menschlichen Organismus neue Blutgefäße entstehen, die die Krebszellen mit Nährstoffen versorgen, bilden sich in der Pflanze neue Leitungsbahnen. Diese Bahnen koppeln an das reguläre Gefäßsystem der Wirtspflanze an und versorgen den Tumor mit allem, was er zum Leben benötigt.

„Die pflanzlichen Tumorzellen stellen dann ihre ursprüngliche Fähigkeit ein, sich selbständig von Licht und Kohlendioxid zu ernähren. Stattdessen entziehen sie der Wirtspflanze die Nährstoffe, was zu Lasten der Samen- oder Fruchtausbeute geht“, so die Wissenschaftlerin.
(idw - Universität Würzburg, 18.11.2009 - DLO)

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