10 Mikrotubuli und die Wahrnehmung von Stress

Mikrotubuli erlauben es Pflanzenzellen, unterschiedliche Formen von Stress zu unterscheiden.

[29] Nick P (2013) Microtubules, and signaling in abiotic stress. Plant Journal 75, 309-323

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Worum geht es?

Zum 50. Jahrestag der Entdeckung von Mikrotubuli gab es eine internationale Sonderausgabe, wo der Stand der Forschung zu pflanzlichen Mikrotubuli dargestellt werden sollte. Während die Rolle der Mikrotubuli für Zellteilung und Zellwachstum intensiv untersucht wurde, ist ihre Rolle für die Wahrnehmung und Verarbeitung von Stress-Signalen außerhalb unserer Arbeitsgruppe Thema geworden. Aufgrund ihrer Röhrchenstruktur sind Mikrotubuli in der Lage, selbst kleinste mechanische Spannungen zu bündeln und so für die Wahrnehmung von Signalen nutzbar zu machen. In der Tat sind Mikrotubuli auch bei uns an der Verarbeitung mechanischer Signale beteiligt, etwa beim Gleichgewichtssinn, aber auch beim Hören. Pflanzen nutzen Mikrotubuli für die Wahrnehmung physikalischer Stress-Signale. Hier handelt es sich nicht nur um Reize wie Schwerkraft, Berührung oder Verwundung, sondern auch Stress-Situationen, an die man nicht sofort denken würde – Bodenversalzung, Trockenheit und Kälte. Dieser Übersichtsartikel fasst zusammen, was über die Rolle von Mikrotubuli von Stress-Signalen bekannt ist und entwickelt ein Modell, wie die Zelle die Vielzahl von Stress-Situationen unterscheiden kann, um sich daran anpassen zu können. Mithilfe der Mikrotubuli kann nämlich die mechanische Komponente vieler Stress-Signale mit anderen frühen Signalen wie der Erzeugung reaktiver Sauerstoff-Spezies an der Plasmamembran in einen zeitlichen Bezug gesetzt werden. Je nach Reihenfolge ändert sich dann die „Bedeutung“ des Signals. Es hat einige Jahre gedauert, bis diese Arbeit verstanden wurde, inzwischen gehört sie zu meinen am häufigsten zitierten Publikationen.