Aufklärung des Mechanismus der Zellteilung während der Selbstheilung von Pflanzen

Wenn der Stamm einer Pflanze verletzt wird, vermehren sich die umgebenden Zellen, um das beschädigte Gewebe zu reparieren und zu verschmelzen und schließlich die Funktion wiederherzustellen. Diese selbstheilende Eigenschaft wird bei Pfropftechniken zur Vermehrung von Obst- und Gemüsepflanzen genutzt.

Die bisherige Forschung zu diesem Prozess konzentrierte sich hauptsächlich auf die Auslösung der Zellproliferation. Allerdings haben nur wenige Studien die Hemmmechanismen untersucht, die die Proliferation bremsen.

In einer neuen Studie zeigten Forscher, die Arabidopsis untersuchten, dass At2-MMP, ein proteolytisches Enzym, von entscheidender Bedeutung ist, um die Zellproliferation zu hemmen und abgetrennte Blütenstiele zu reparieren. Die Ergebnisse sind veröffentlicht im Tagebuch Pflanzen- und Zellphysiologie.

Durch den Vergleich der Gewebereparatur in Arabidopsis-Mutanten, denen das At2-MMP-Gen (Mutante at2-mmp) fehlt, mit Wildtyp-Pflanzen stellten die Forscher fest, dass die Mutanten an der Verletzungsstelle eine abnormale Zellproliferation aufwiesen.

In abgetrennten Wildtyp-Arabidopsis-Blütenstielen beginnt die Zellproliferation in den Markzellen (der Mitte von Wurzel und Stängel) etwa drei Tage nach dem Schneiden. Die At2-MMP-Transkripte nehmen vom Tag 0 bis zum Tag 5 allmählich zu und nehmen am Tag 7 ab, um die Gewebereparatur abzuschließen.

Die Bildanalyse ergab jedoch eine abnormale Zellteilung bei at2-mmp-Mutanten. Im Gegensatz dazu wurde bei Überexpression von At2-MMP eine normale Wundheilung ähnlich der bei Wildtyp-Pflanzen beobachtet.

Insgesamt deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass At2-MMP zur Gewebereparatur beiträgt, indem es die Zellteilung an der Spaltungsstelle unterdrückt und eine abnormale Zellproliferation verhindert. Dieser Prozess könnte eine Überlebensstrategie widerspiegeln, die von unbeweglichen Pflanzen entwickelt wurde, um ihre Selbstheilungsfähigkeit zu verbessern.