Ein Gen für alle Fälle

„Wuschel“ kennen die Forscher schon seit 14 Jahren. Das wuselige Gen kontrolliert die Anzahl von Stammzellen, die für die Fortpflanzung von Pflanzen genau ausbalanciert sein muss. In einer neuen Studie wurde das Gen nun im Detail untersucht. Die Wissenschaftler fanden heraus, dass fast 700 Gene von „Wuschels“ Aktivität abhängen.

Mithilfe von Experimenten an der Modelpflanze Arabidopsis thaliana konnten die Wissenschaftler aus Heidelberg, Tübingen und Santa Fe (Argentinien) die Wirkungsweise von „Wuschel“ nachweisen. Von den 700 Genen, auf die das Steuerungsgen wirkt, stehen rund 130 Gene direkt unter seiner Kontrolle. Denn „Wuschel“ dient bei diesen Genen als Transkriptionsfaktor. In dieser Funktion heftet sich das Steuerungsgen an bestimmte Bereiche der DNA, die diese Gene direkt an- oder abschalten. Überraschenderweise ist der Mechanismus dabei offenbar ähnlich dem tierischer Transkriptionsfaktoren, die an der Entstehung und Erneuerung tierischer Stammzellen beteiligt sind. Dachte man in den 90 Jahren noch, Pflanzen haben gar keine Stammzellen, stellten die Wissenschaftler nun fest, dass die Mechanismen der Stammzellkontrolle bei pflanzlichen und tierischen Organismen ähnlicher sind als gedacht.

Bekannt war bisher, dass an der pflanzlichen Stammzellkontrolle neben genetischen Faktoren auch wachstumsfördernde Hormone, wie Auxin und Cytokinin mitwirken. Bekannt war auch, dass „Wuschel“ die Aktivität von Cytokinin beeinflusst. Nun hat das Team um Prof. Dr. Jan Lohmann von der Universität Heidelberg herausgefunden, dass „Wuschel“ außerdem auch auf Auxin einwirkt. Eine wesentliche Aufgabe des Steuerungsgens besteht daher darin, die feine Balance zwischen diesen beiden Hormonen in der Sprossspitze der Pflanze aufrechtzuerhalten, damit Stammzellen entstehen können. Solche Mechanismen seien laut Lohmann notwendig, damit ein Hormon in verschiedenen Geweben unterschiedliche Wirkungen entfaltet.