Posted in: Biologie, Genetik 14. August 2014 20:00 Weiter lesen →

Geschwätziger Parasitismus

Nahaufnahme zeigt dünnen grünen Stängel mit kleinen Verdickungen, um einen dickeren violetten Stängel geschlungen Hat eine parasitische Pflanze an ihren Wirt angedockt, übernimmt sie nicht nur Wasser und Nährstoffe. Am Beispiel des Teufelszwirns haben amerikanische Forscher ermittelt, dass auch genetische Information in erheblichem Maß ausgetauscht wird. Im Extremfall lässt sich fast die Hälfte aller Wirtsgene im Gewebe des Parasiten nachweisen.

Teufelszwirn hat seine Haustorien in den Stängel einer Zuckerrübe versenkt. Foto: Virginia Tech College of Agriculture and Life Sciences

Der Austausch erfolgt in Form von RNA-Abschriften des Genoms, berichten die Forscher um James Westwood von der Universität Virginia Tech im Magazin „Science“. Offenbar hätten frühere Studien, denen zufolge einzelne RNA-Moleküle zwischen Wirt und Parasit ausgetauscht werden können, nur die Spitze des Eisbergs enthüllt. Damit stelle sich zwangsläufig die Frage: „Was genau erzählen die sich da eigentlich?“

Westwood und Kollegen untersuchen bereits seit langem die Lebensweise der Seide (Cuscuta pentagona), besser bekannt als Teufelszwirn. Der Parasit ist gerade in tropischen Ländern gefürchtet, da er ganze Ernten von Kartoffel, Tomate und anderen Nahrungs- und Zierpflanzen vernichten kann. Seine Keimlinge winden sich dazu um die Stängel ihrer Wirte und versenken dann regelrechte Saugröhren, Haustorien genannt, darin. Diese Verbindung ist so eng, dass durch sie Proteine und andere Moleküle und sogar Viren den Organismus wechseln können.

Die Forscher setzten den Teufelszwirn im Labor auf junge Pflanzen von Ackerschmalwand und Tomate an. Einige Zeit nachdem der Kontakt hergestellt war, isolierten und sequenzierten sie sämtliche Boten-RNAs (mRNAs) aus den Geweben von Parasit und Wirt. Zu ihrer Verblüffung konnten sie 45 Prozent sämtlicher Boten-RNAs, die in Zellen der Ackerschmalwand gebildet werden, auch im Teufelszwirn nachweisen. Im Fall der Tomate lag der Anteil bei knapp 2 Prozent. Umgekehrt ließen sich 24 bzw. 0,8 Prozent aller Boten-RNAs des Teufelszwirns in Ackerschmalwand und Tomate nachweisen.

Auf welche Weise die Boten-RNA den Organismus wechselt, mit dem Flüssigkeitsstrom in den Leitgefäßen oder durch Plasmaverbindungen zwischen den Zellen, ist noch unklar. Ob Wirt und Parasit die übernommenen Boten-RNAs in Protein übersetzen oder als fremd erkennen können, ist ebenfalls offen. Angesichts der neuen Resultate sei es aber nicht mehr verwunderlich, dass im Fall des Teufelszwirns bereits mehrfach ein horizontaler Gentransfer nachgewiesen worden sei, so Westwood.

Forschung: Gunjune Kim, Megan L. LeBlanc und James H. Westwood, Department of Plant Pathology, Physiology and Weed Science, Virginia Tech, Blacksburg; Eric K. Wafula und Claude W. de Pamphilis, Department of Biology und Huck Institutes, Pensylvania State University, University Park

Veröffentlichung Science, Vol. 345(6198), pp 808–11, DOI 10.1126/science.1253122

WWW:
Plant Pathology, Physiology and Weed Science, Virginia Tech
Dodder
Parasitic Flowering Plants
Mikroskopaufnahmen von Cuscuta-Haustorien

Lesen Sie dazu im Scienceticker:
Parasitische Pflanze übernimmt Wirtsgen
Teufelszwirn wächst der Nase nach
Parasiten verschleppen Gene

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