Pflanzen produzieren eine schwindelerregende Vielfalt chemischer Verbindungen, sogenannte Sekundärmetaboliten, die ihnen helfen, unter schwankenden Umweltbedingungen zu gedeihen. Einige dieser Metaboliten schützen unter anderem vor Insektenbefall, während andere Pflanzen bei der Kommunikation helfen, Lebenszyklusereignisse zeitlich steuern oder Bestäuber anlocken.
Die Menschheit macht sich diese bioaktiven Naturprodukte seit langem zunutze und verwendet sie als Medizin, Aromastoffe, Farbstoffe, Parfüme und sogar als Industriematerialien. Die Produktion sekundärer Metaboliten wird typischerweise durch Transkriptionsfaktoren gesteuert.
Tsubasa Shoji und Kollegen versuchten, unerforschte Sekundärmetaboliten zu identifizieren, indem sie diese vorgeschalteten Regulatoren in der Petunie (Petunia hybrida) manipulierten, einer Zierpflanze, die für ihre einfache Pflege und ihre farbenfrohen Blüten bekannt ist.
Die Forschungsergebnisse des Teams werden in veröffentlicht PNAS-Nexus.
Das Team identifizierte eine Gruppe von Transkriptionsfaktoren in der Petunie, die sie PhERF-Gene nannten. (Das „Ph“ kommt vom wissenschaftlichen Namen Petunia hybrida und ERF bezeichnet die Transkriptionsfaktorfamilie, zu der es gehört, die Familie der Ethylen-Response-Faktoren.) Vorübergehende Überexpression von PhERF1 in Petunienblättern führte zur Produktion spezieller Steroide, der Petuniolide und Petuniasterone, die wahrscheinlich an der Pflanzenabwehr beteiligt sind.
In vielen Pflanzenfamilien gibt es ähnliche ERF-Transkriptionsfaktoren, und die Verwendung evolutionär konservierter Faktoren als genetische Werkzeuge zur Stimulierung der Produktion bioaktiver Naturstoffe birgt laut den Autoren ein erhebliches Potenzial für die Bioproduktion.
Mehr Informationen:
Tsubasa Shoji et al., Induzierte Produktion spezialisierter Steroide durch transkriptionelle Reprogrammierung in Petunia hybrida, PNAS-Nexus (2023). DOI: 10.1093/pnasnexus/pgad326 academic.oup.com/pnasnexus/art … 2/10/pgad326/7321481