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Neuer ERC Synergy Grant wird an der HHU koordiniert
Kommunikationsprozesse zwischen Pflanzenzellen

Die Professoren Dr. Wolf B. Frommer und Dr. RĘ╣diger Simon von der Heinrich-Heine-Universit?t DĘ╣sseldorf (HHU) werden gemeinsam mit Prof. Dr. Waltraud Schulze, Universit?t Hohenheim und Prof. Dr. Wolfgang Baumeister, Max-Planck-Institut fĘ╣r Biochemie (MPIB) in Martinsried vom Europ?ischen Forschungsrat (European Research Council, ERC) gef?rdert. Mit Ę╣ber 10 Millionen Euro wird nun das Projekt ?SymPoreí░ umgesetzt. Die Mission dieses Synergy-Projekts ist die Aufkl?rung von Struktur und Funktion der r?tselhaften Zell-Zell-Verbindungen von Pflanzen, den sogenannten Plasmodesmata.

Prof. Dr. Wolf Frommer (HHU) koordiniert ein gro?es EU-Forschungsprojekt zur Pflanzenbiologie.

In einem Organismus, der aus vielen differenzierten Zellen aufgebaut ist, die jeweils unterschiedliche Aufgaben erledigen, mĘ╣ssen Zellen miteinander kommunizieren und Stoffe austauschen. Nur so k?nnen sie ihre Aufgaben zum Nutzen des Gesamtorganismus untereinander abstimmen.

Bei Tieren geschieht dies teilweise Ę╣ber Proteinkomplexe, die Zell-verbindende selektive Kan?le ausbilden, sogenannte „Gap Junctions“. Dagegen sind Plasmodesmata wesentlich komplexer: „Plasmodesmata sind vermutlich die wichtigsten und am wenigsten untersuchten Organellen einer pflanzlichen Zelle mit immenser Bedeutung fĘ╣r alle Aspekte der Pflanze“, so Wolf B. Frommer, Alexander von Humboldt-Professor an der HHU. „Plasmodesmata kontrollieren sowohl den Austausch von N?hrstoffen und Botenstoffen, als auch von genetischer Information und sogar von Proteinen.“ So verhindern sie unter anderem, dass Virusproteine oder RNA von einer zur n?chsten Zelle durchgereicht werden.

Doch wie das genau geschieht, ist bisher unbekannt. „Dies liegt nicht zuletzt daran, dass Plasmodesmata auf der einen Seite zu klein selbst fĘ╣r moderne Mikroskopieverfahren sind, gleichzeitig zu gro? und komplex fĘ╣r die Ę╣bliche Strukturaufkl?rung“, betont Prof. Simon vom Institut fĘ╣r Entwicklungsgenetik, der die zweite HHU-Arbeitsgruppe im Projekt leitet. Sie haben einen Durchmesser zwischen 50 und 160 Nanometern, wobei ein Nanometer einem Millionstel Millimeter entspricht. Sie bestehen aus vermutlich hunderten von Proteinen und mehreren Lipidmembranen. Simon: „Damit sind diese Strukturen kleiner als die Aufl?sungsgrenze optischer Mikroskope. Plasmodesmata k?nnen zwar im Lichtmikroskop identifiziert, aber nicht wirklich detailliert untersucht werden“. Auch herk?mmliche Elektronenmikroskope k?nnen diese hochkomplexen Strukturen nur unzureichend abbilden. Neueste Verfahren, die von Prof. Baumeister am MPIB entwickelt wurden, sollen hier jetzt den Durchbruch schaffen.

Frommer: „Nur durch Kombination unterschiedlichster und modernster Methoden wird es m?glich sein, diese faszinierenden Maschinen zu verstehen.“ Dazu haben sich nun vier Arbeitsgruppen unter dem Namen SymPore („Plasmodesmata as Symplasmic Pores for Plant Cell-to-Cell Communication“) zusammengeschlossen. In dem auf sechs Jahre angelegten und mit Ę╣ber 10 Millionen Euro ERC-gef?rderten Synergy Projekt wollen sie die Struktur, den Aufbau und die Funktionsweise der Plasmodesmata entschlĘ╣sseln.

Die Arbeitsgruppe um Prof. Waltraud Schulze von der Universit?t Hohenheim wird die „Bauteile“ der Plasmodesmata identifizieren, dazu geh?ren neben Proteinen auch Lipide. An der HHU konzentrieren sich die beiden Arbeitsgruppen auf die Erstellung einer Blaupause – wo sind die Bestandteile Plasmodesmata lokalisiert und wie sind sie zusammengesetzt – und entwickeln mit Hilfe ausgeklĘ╣gelter Biosensortechnologie Methoden, um die Funktion der Plasmodesmata in lebenden Pflanzen sichtbar zu machen. Prof. Baumeister und seine Mitarbeiter vom MPIB in Martinsried sind weltweit fĘ╣hrend in der Aufkl?rung komplexer Strukturen mit h?chster Aufl?sung – bis hinunter zu einzelnen MolekĘ╣len – durch Kryoelektronentomographie. Neueste Verfahren, die von ihm am MPIB entwickelt wurden, sollen hier den Durchbruch schaffen und so zu einem strukturellen Gesamtbild der Plasmodesmata verhelfen.

Das Team ist sich einig: „Nur gemeinsam kann es uns gelingen, ein Gesamtbild der Struktur und Funktion von Plasmodesmata zu erarbeiten. Diese Zusammenarbeit wird uns nun durch den Europ?ischen Forschungsrat mit einem Synergy Grant erm?glicht!“

ERC Synergy Grants

ERC Synergy Grants geh?ren zu den am h?chsten dotierten F?rderinstrumenten in Europa. Sie erm?glichen einem Team von Spitzenforschern, komplement?re F?higkeiten, Ideen und ╝¬¤Ú╗ó┬█╠│╣┘═° und Infrastrukturen zusammenzubringen, um gemeinsam einige der spannendsten und kompetitivsten Fragen der modernen ╝¬¤Ú╗ó┬█╠│╣┘═°schaft zu erforschen. Synergy Grants sind hochkompetitiv, von 441 eingereichten Antr?gen werden 2020 nur 34 gef?rdert, davon nur zwei auf dem Gebiet der Pflanzen.

Autor/in:
Kategorie/n: Schlagzeilen, Pressemeldungen, Auch in Englisch

Prof. Dr. RĘ╣diger Simon vom Institut fĘ╣r Entwicklungsgenetik der HHU

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