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Pflanzenprotein gegen Salzstress

Wie Salzstress bei Pflanzen gegen Alzheimer helfen könnte

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Parallelen in Proteinstruktur für Alzheimerforschung nutzen

In den Ergebnissen des internationalen Teams bestehend aus Mitgliedern des FMP, der ETH Zürich und der University of Melbourne sehen die Wissenschaftler einen wichtigen Beitrag für die Grundlagenforschung – außerdem könnten sie zur Erforschung einer bisher unheilbaren Erkrankung des Menschen beitragen. „Was wir über CC1 herausgefunden haben, ist auch deswegen spannend, weil der zytosolische Teil des Proteins in seinen Bindungseigenschaften einem sehr gut erforschten, im menschlichen Körper vorkommenden Protein gleicht, dem Tau-Protein, das auch mit der Alzheimer’schen Krankheit in Verbindung gebracht wird“, sagt Wallmann.

CC1 und Tau-Protein sind dabei nicht homolog, also evolutionär verwandt, sondern analog: „Wir haben eine erstaunliche Ähnlichkeit der Eigenschaften festgestellt, etwa als wenn man den Flügel eines Vogels mit dem einer Fledermaus vergleicht, die sich zwar unabhängig entwickelt haben, sich funktionell und morphologisch jedoch ähneln“, erläutert Wallmann. So bindet das Tau-Protein ebenso wie CC1 an Mikrotubuli, aber in den Neuronen des Nervengewebes. Bei Alzheimer-Erkrankten bilden sich Ablagerungen von Tau-Proteinen, und in der Folge sterben zunächst einzelne Zellen und dann ganze Areale im Gehirn ab. Die genaue Rolle der Tau-Proteine im Krankheitsverlauf von Alzheimer ist allerdings noch unklar.

Gerade der unterschiedliche Aufbau von CC1 macht nun weitere, vergleichende Forschungsarbeiten an beiden Proteinen spannend: „Im Vergleich lässt sich gut erforschen, was wichtig für die Funktion des Tau-Proteins und CC1 ist, und damit auch welche Faktoren dazu beitragen, dass es in den Neuronen schief läuft“, führt Wallmann aus. Vor allem aber sind die erlangten Erkenntnisse für die angewandte Pflanzenforschung wichtig, etwa um Nutzpflanzen zu entwickeln, die salzresistenter sind und damit auf versalzenen Böden besser gedeihen können.

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Originalpublikation: Christopher Kesten, Arndt Wallmann, René Schneider, Heather E. McFarlane, Anne Diehl, Ghazanfar Abbas Khan, Barth-Jan van Rossum, Edwin R. Lampugnani, Witold G. Szymanski, Nils Cremer, Peter Schmieder, Kristina L. Ford, Florian Seiter, Joshua L. Heazlewood, Clara Sanchez-Rodriguez, Hartmut Oschkinat, Staffan Persson: The Companion of Cellulose Synthase 1 confers salt tolerance through a Tau-like mechanism in plants. Nature Communicationsvolume 10, Article number: 857, 2019; DOI: 10.1038/s41467-019-08780-3

* S. Oßwald, Leibniz-Institut für Molekulare Pharmakologie im Forschungsverbund Berlin (FMP), 13125 Berlin

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