\u201cDies ist ein sehr wichtiger und grundlegender Prozess der \u00d6kosystemerneuerung auf der ganzen Welt, den wir wirklich nicht verstanden haben\u201d, erkl\u00e4rt der leitende Co-Untersuchungsleiter Joseph P. Noel<\/a>, Professor und Direktor des Salk Jack H. Skirball Center f\u00fcr chemische Biologie und Proteomik<\/a>. \u201cJetzt kennen wir die molekularen Ausl\u00f6ser daf\u00fcr, wie es geschieht.\u201d<\/p>\n Noels Co-leitender Ermittler des Projekts, Joanne Chory<\/a>, Professor und Direktor des Salk Labor f\u00fcr molekulare und zellul\u00e4re Pflanzenbiologie<\/a>, sagt sie, das Team habe den molekularen \u201cAufwachruf\u201d f\u00fcr verbrannte W\u00e4lder gefunden. \u201cWas wir entdeckt haben\u201d, sagt sie, \u201cist, wie eine sterbende Pflanze eine chemische Botschaft f\u00fcr die n\u00e4chste Generation erzeugt, die ruhenden Samen sagt, dass es Zeit zum Keimen ist.\u201d<\/p>\n Von links: Joanne Chory, Yongxia Guo, Joseph Noel, Zuyu Zheng und James J. La Clair<\/p>\n Bild: Mit freundlicher Genehmigung des Salk Institute for Biological Studies<\/p>\n<\/div>\n W\u00e4hrend kontrollierte Br\u00e4nde heute \u00fcblich sind, waren sie vor 50 Jahren nicht \u00fcblich. Der US-Nationalparkdienst unterdr\u00fcckte aktiv Waldbr\u00e4nde, bis sie erkannten, dass diese Praxis den Boden reifer W\u00e4lder um wichtige Mineralien und Chemikalien brachte. Dies schuf eine intensiv wettbewerbsorientierte Umgebung, die letztendlich dem gesamten Wald\u00f6kosystem schadete.<\/p>\n \u201cAls der Yellowstone-Nationalpark 1988 niederbrannte, waren viele der Meinung, er w\u00fcrde nie wieder seine fr\u00fchere Sch\u00f6nheit zur\u00fcckgewinnen\u201d, sagt James J. La Clair, Forscher am Department of Chemistry and Biochemistry an der University of California, der an dem Projekt mitgearbeitet hat. \u201cDoch im folgenden Fr\u00fchjahr, als die Regenf\u00e4lle einsetzten, gab es inmitten der n\u00e4hrstoffreichen Asche und des verkohlten Bodens eine F\u00fclle bl\u00fchender Pflanzen.\u201d<\/p>\n In fr\u00fcheren Studien hatten Wissenschaftler entdeckt, dass spezielle Chemikalien, bekannt als Karrikine, entstehen, wenn B\u00e4ume und Str\u00e4ucher bei einem Waldbrand verbrennen und im Boden verbleiben, um die Regeneration des Waldes zu gew\u00e4hrleisten.<\/p>\n Die neue Studie der Salk-Wissenschaftler hatte zum Ziel, genau herauszufinden, wie Karrikine das Pflanzenwachstum anregen. Zuerst bestimmten die Forscher die Struktur eines Pflanzenproteins namens KAI2, das an Karrikin in ruhenden Samen bindet. Durch den Vergleich des Karrikin-gebundenen KAI2-Proteins mit der Struktur eines ungebundenen KAI2-Proteins konnten die Forscher dann spekulieren, wie KAI2 es einem Samen erm\u00f6glicht, Karrikin in seiner Umgebung wahrzunehmen.<\/p>\n Die von dem Team aufgekl\u00e4rten chemischen Strukturen enth\u00fcllten laut Yongxia Guo, wissenschaftliche Mitarbeiterin am Salk Institute, Strukturell-Enzymologin und eine der Hauptforscherinnen der Studie, alle molekularen Kontakte zwischen Karrikin und KAI2. \u201cAber mehr noch\u201d, so Guo, \u201cwissen wir jetzt auch, dass Karrikin, wenn es an das KAI2-Protein bindet, eine Ver\u00e4nderung seiner Form verursacht.\u201d<\/p>\n Der ebenfalls federf\u00fchrende Wissenschaftler der Studien, Salk-Forschungsmitarbeiter und Pflanzen-Genetiker Zuyu Zheng, sagt, dass diese karrikin-induzierte Form\u00e4nderung ein neues Signal an andere Proteine in den Samen senden k\u00f6nnte. \u2019Diese anderen Protein-Akteure\u201c, sagt er, \u201derzeugen zusammen mit Karrikin und KAI2 das Signal, das die Keimung der Samen zur richtigen Zeit und am richtigen Ort nach einem Waldbrand verursacht.\u201c<\/p>\n Guo und Zheng, ein Ehepaar, das als Postdoktoranden in den Laboren von Noel bzw. Chory arbeitet, kamen w\u00e4hrend eines Abendessens auf die Idee f\u00fcr die Studie. La Clair schloss sich dann der Studie an und trug seine Expertise in Chemie bei. \u201cIn Pflanzen wurde ein Mitglied dieser Enzymfamilie irgendwie durch nat\u00fcrliche Selektion rekrutiert, um an dieses Molek\u00fcl in Rauch und Asche zu binden und dieses Signal zu erzeugen\u201d, sagt Noel, Inhaber des Arthur- und-Julie-Woodrow-Lehrstuhls am Salk und Investigator des Howard Hughes Medical Institute. \u201cKAI2 entwickelte sich wahrscheinlich, als Pflanzen\u00f6kosysteme auf der terrestrischen Erde aufbl\u00fchten und Feuer zu einem sehr wichtigen Bestandteil von \u00d6kosystemen wurde, um in sterbenden und toten Pflanzen gebundene N\u00e4hrstoffe freizusetzen.\u201d<\/p>\n Weitere Forschung ist erforderlich, um genau zu verstehen, wie die Form\u00e4nderung des KAI2-Proteins einen genetischen Signalweg aktiviert, der die Keimung reguliert, sagt Chory, Inhaberin des Howard H. and Maryam R. Newman Chair in Plant Biology und Forscherin am Howard Hughes Medical Institute. \u201cAber diese Entdeckung ist ein absolut entscheidender Schritt zum Verst\u00e4ndnis dieses genetischen Programms und wie sich pflanzliche \u00d6kosysteme, W\u00e4lder und Graslandschaften erneuern.\u201d<\/p>\n Die Arbeit wurde unterst\u00fctzt durch Nationale Gesundheitsinstitute<\/a> Grants 5R01GM52413 und GM094428, Nationale Wissenschaftsstiftung<\/a> Auszeichnungen EEC-0813570 und MCB-0645794 und die Howard Hughes Medical Institute<\/a>.<\/p>\n Die Leistungen der Fakult\u00e4t wurden mit zahlreichen Auszeichnungen gew\u00fcrdigt, darunter Nobelpreise und Mitgliedschaften in der National Academy of Sciences. Das 1960 vom Polio-Impfstoff-Pionier Dr. Jonas Salk gegr\u00fcndete Institut ist eine unabh\u00e4ngige gemeinn\u00fctzige Organisation und ein architektonisches Wahrzeichen.<\/p>","protected":false},"featured_media":0,"template":"","faculty":[83,102],"disease-research":[450,125,452],"class_list":["post-2424","disclosure","type-disclosure","status-publish","hentry","faculty-joanne-chory","faculty-joseph-noel","disease-research-climate-change","disease-research-plant-biology","disease-research-plant-physiology"],"acf":[],"yoast_head":"\n![\"Joanne](\"https:\/\/www.salk.edu\/wp-content\/uploads\/2013\/01\/613.jpg\")
\n
\nW\u00e4hrend die neuen Erkenntnisse im Arabidopsis<\/em>, die Wissenschaftler sagen, dass dieselbe Karrikin-KAI2-Regenerationsstrategie zweifellos in vielen Pflanzenarten vorkommt.<\/p>\n
\n\u00dcber das Salk Institute for Biological Studies:<\/strong>
\nDas Salk Institute for Biological Studies ist eine der weltweit f\u00fchrenden Institutionen f\u00fcr Grundlagenforschung, an der international renommierte Fakult\u00e4tsmitglieder grundlegende Fragen der Biowissenschaften in einem einzigartigen, kollaborativen und kreativen Umfeld untersuchen. Mit dem Fokus auf Entdeckungen und die Ausbildung zuk\u00fcnftiger Forschergenerationen leisten Salk-Wissenschaftler bahnbrechende Beitr\u00e4ge zu unserem Verst\u00e4ndnis von Krebs, Alterung, Alzheimer, Diabetes und Infektionskrankheiten durch die Untersuchung von Neurowissenschaften, Genetik, Zell- und Pflanzenbiologie sowie verwandten Disziplinen.<\/p>\n