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1. September 2008 Wie Bakterien Pflanzen ihre Gene

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1. September 2008
Wie Bakterien Pflanzen ihre Gene unterschieben
Das unscheinbare Bodenbakterium Agrobakterium erlangte
vor circa 30 Jahren Weltruhm. Es kann seine so genannte
Transfer-DNA (T-DNA) in das Genom von Pflanzen
einschleusen. Seitdem wird es in Forschungslaboren als
wichtiges "Werkzeug" benutzt, um beispielsweise genetisch
veränderte Pflanzen herzustellen. Nun haben Forscher des
Max-Planck-Instituts für Züchtungsforschung in Köln und
der Universität Bielefeld nachgewiesen, dass in seltenen
Fällen auch einige Gene aus dem Hauptgenom des
Agrobakteriums in das Pflanzengenom übertragen werden,
ohne dass diese Gene Bestandteil der T-DNA sind. Dieser
natürliche Prozess könnte im Rahmen der Evolution zum
Austausch genetischen Materials zwischen Bakterien und
Pflanzen beigetragen haben. Über ihre Resultate berichten
die Forscher in der Online-Ausgabe der Zeitschrift "Nature
Biotechnology". (Nature Biotechnology [2008], Band 26,
Ausgabe 9; Online-Ausgabe)
Max-Planck-Institut
für Züchtungsforschung
Claudia Vojta, Dipl.-Biol.
Presse- und
Öfentlichkeitsarbeit
Carl-von-Linné-Weg 10
50829 Köln
Telefon: +49 (0)221 5062 672
Telefax: +49 (0)221 5062 674
E-Mail:
vojta@mpiz-koeln.mpg.de
Internet:
Agrobakterien sind eigentlich kleine Pflanzenparasiten, die www.mpiz-koeln.mpg.de
die natürliche Fähigkeit haben, ihre T-DNA in das Genom
von Pflanzen einzuschleusen. Auf diesem Weg sind sie
dazu in der Lage, Pflanzenzellen dazu zu bringen, spezielle
Nährstoffe herzustellen, die nur Agrobakterien verwenden
können. Diesen Prozess haben Pflanzenforscher der Natur
"abgeschaut" und nutzen ihn, um die Eigenschaften von
Pflanzen zielgerichtet zu ändern. Unter anderem werden
mit der eingeschleusten T-DNA einzelne Pflanzengene
ausgeschaltet, um die Funktion des ausgeschalteten
Pflanzengens zu untersuchen. Diese Experimente führen
die Wissenschaftler an Modellpflanzen, wie zum Beispiel
der Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana, s. Foto),
durch. An dieser einfachen Blütenpflanze können so
grundlegende biologische Prozesse erforscht werden.
Die Forscher haben nun viele verschiedene
Ackerschmalwand-Pflanzen untersucht, die die T-DNA in
unterschiedlichen Pflanzengenen tragen. Sie haben dabei
einzelne Pflanzen gefunden, die außer der T-DNA auch
Teile der Agrobakterien-Chromosomen enthalten. Solche
Pflanzen treten recht selten auf. Es wird geschätzt, dass etwa
eine in 250 genetisch veränderten
Ackerschmalwand-Pflanzen DNA aus
Agrobakterien-Chromosomen enthält. Diese Erkenntnisse
deuten an, dass der natürliche Austausch von Genen
zwischen Bakterien und Pflanzen häufiger ist als bisher
angenommen. Da solche Prozesse für die Evolution und
die Entwicklung von Arten eine große Bedeutung haben,
soll der Austausch von Genen zwischen verschiedenen
Arten nun weiter untersucht werden. In den einzelnen
betroffenen Pflanzen wird man die
Übertragungs-Ereignisse relativ einfach durch eine
vollständige Genomsequenzierung, die heute mit modernen
Methoden in wenigen Tagen möglich ist, nachweisen
können.
Publikation:
T-DNA-mediated transfer of Agrobacterium chromosomal
DNA sequences into plants Bekir Ülker, Yong Li, Mario G.
Rosso, Elke Logemann, Imre E. Somssich and Bernd
Weisshaar Nature Biotechnology 2008, Band 26, Ausgabe
9.
Abb.1: Abb.: Das Foto zeigt mit Kärtchen gekennzeichnete
Ackerschmalwand-Pflanzen, wie sie in großer Zahl in
vielen Forschungslaboren auf der Welt in
Wachstumskammern angezogen werden.
Kontakt:
Dr. Imre Somssich
Max-Planck-Institut für Züchtungsforschung
Carl-von-Linné-Weg 10
50829 Köln
Tel. : 0221/5062-310
E-Mail: somssich@mpiz-koeln.mpg.de
Prof. Dr. Bernd Weisshaar
Universität Bielefeld, Institut für Genomforschung und Systembiologie (IGS)
Universitätsstr. 27
33615 Bielefeld
Tel. : 0521 106 8720
E-Mail: bernd.weisshaar@uni.bielefeld.de
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