Schattenblick →INFOPOOL →UMWELT → FAKTEN

FORSCHUNG/933: Proteinmutation verringert selektiv Aufnahme von Cäsium in Pflanzen (Helmholtz München)


Helmholtz Zentrum München - Pressemitteilung vom 01.07.2013

Proteinmutation verringert selektiv die Aufnahme von Cäsium in Pflanzen



Neuherberg, 01.07.2013. Der Verlust des Membranproteins Sec22 führt dazu, dass Hefe- und Pflanzenzellen geringere Mengen potenziell gefährdender Cäsium-Ionen anreichern, ohne die Aufnahme des essenziellen Kaliums zu stören. Zu diesem Ergebnis kommen Wissenschaftler des Helmholtz Zentrums München in ihrer aktuellen Publikation in der Fachzeitschrift 'Nature Communications'.

Cäsium-Ionen sind den essenziellen Kalium-Ionen in ihrer chemischen Struktur sehr ähnlich und werden daher über den gleichen Transportmechanismus in die Zelle geschleust. Dies ist dann problematisch, wenn Cäsium-Ionen als radioaktive Isotope vorliegen und dadurch in die Nahrungskette gelangen.
Bislang war es nicht möglich, die Aufnahme dieser beiden Ionen selektiv zu beeinflussen. Die Wissenschaftler um Dr. Stephan Dräxl und PD Dr. Anton Schäffner vom Helmholtz Zentrum München (HMGU) sowie Prof. Dr. Johannes Müller von der Technischen Universität München (TUM) haben nun entdeckt, dass eine genetische Veränderung des Membranproteins Sec22 dazu führt, dass weniger Cäsium in die Zelle gelangt, der Kalium-Import jedoch ungestört bleibt. Sec22 ist Teil der intrazellulären Proteintransportmaschinerie und wurde bislang nur indirekt mit dem Ionenhaushalt in Verbindung gebracht. Die Zelle erhält durch den Verlust von Sec22 die Fähigkeit zwischen den beiden Ionen zu unterschieden. Diese Beobachtung machten die Wissenschaftler zunächst an Hefekulturen und konnten sie anschließend auf die Modellpflanze Arabidopsis thaliana übertragen.

In ihren weiteren Untersuchungen wollen die Wissenschaftler nun die durch Sec22 gesteuerten Proteine und molekularen Prozesse entschlüsseln und ihre Erkenntnisse auch an Nutzpflanzen testen. "Die Sec22-Mutante bietet vor allem die Möglichkeit, die überraschende Unterscheidung der sehr ähnlichen Cäsium- und Kalium-Ionen durch die Zelle zu verstehen. Wenn die Erkenntnisse auch auf Nutzpflanzen übertragbar wären, könnte man dies auch für eine gezielte Verringerung der (Radio-)Cäsium Aufnahme nutzbar machen", sagt Schäffner vom Institut für Biochemische Pflanzenpathologie (BIOP). Neben BIOP waren am HMGU das Institut für Strahlenschutz (ISS), die Abteilung Medizinische Strahlenphysik und Diagnostik (AMSD) und das Institute of Computational Biology (ICB) sowie das Center for Mathematical Sciences der TUM an der Forschungsarbeit beteiligt.


Weitere Informationen

Original-Publikation:
Dräxl, S. et al. (2013): Caesium accumulation in yeast and plants is selectively repressed by loss of the SNARE Sec22p/SEC22. doi: 10.1038/ncomms3092

Link zur Fachpublikation:
http://www.nature.com/ncomms/2013/130701/ncomms3092/full/ncomms30092.html

*

Quelle:
Pressemitteilung vom 01.07.2013
Helmholtz Zentrum München
Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (GmbH)
Ingolstädter Landstr. 1, 85764 Neuherberg
www.helmholtz-muenchen.de


veröffentlicht im Schattenblick zum 5. Juli 2013