Dem Drehsinn von Pflanzen auf der Spur

Warum wächst der Hopfen nicht gerade, sondern schraubt sich links an einer Stütze hoch? Was ist verantwortlich für den artspezifischen Drehsinn einer Pflanze? Wissenschaftler der Universität Regensburg fanden jetzt heraus: eine Aminosäure entscheidet, ob eine Pflanze gerade oder links herum wächst.

Die Forscher untersuchten dazu die Ackerschmalwand Arabidopsis thaliana, eine der Kresse verwandten Pflanze. Normalerweise bringt die Ackerschmalwand Arabidopsis thalian, ein beliebtes Studienobjekt der Pflanzengenetiker, nur kerzengerade Triebe hervor. Nicht so eine gentechnisch erzeugte Mutante, die linksherum rankt. Als Ursache für den Linksdrall zeigte sich das Protein Tubulin: Die hantelförmigen Tubulinmoleküle aggregieren zu Bündeln und weiter zu Bändern und regelrechten Fasern, die letztlich am Aufbau pflanzlicher Zellwände maßgeblich beteiligt sind.

Nur in einer einzigen Aminosäure unterscheiden sich das normale Tubulin und das Tubulin aus dem Linksdreher: Ein Serin ist im mutierten Tubulin durch ein Phenylalanin ersetzt. Diese Punktmutation reicht aus, um einen Versatz innerhalb der hantelförmigen Proteine zu erzeugen. Wächst die Pflanze, reihen sich die Tubulin-Hanteln aneinander. Durch den Versatz der Hanteln entstehen dabei keine glatten Bänder, sondern schraubenförmige Strukturen. Dieses Bauprinzip setzt sich bis ins Makroskopische fort und führt zu den linksgeschraubten Trieben. (19.10.05)