Bakterien stehen im Verdacht, eigentlich nützliche Kontrollmechanismen in Pflanzen zu missbrauchen, um Krankheiten auszulösen. Bochumer Forschende wollen ihnen auf die Schliche kommen.

Organismen reagieren auf Stress-Situationen häufig, indem sie ihre Proteinsynthese anpassen. Hitze, Trockenheit, Krankheit - diese und weitere Faktoren beantworten Tiere und Pflanzen damit, dass sie die Produktion bestimmter Proteine hoch- oder runterfahren. Wie Krankheitserreger in dieses System eingreifen, möchte die Bochumer Arbeitsgruppe Pflanzliche Zellbiologie um Prof. Dr. Suayb Üstün genauer herausfinden. Das Team der Ruhr-Universität Bochum untersucht die Frage anhand des pflanzlichen Modellorganismus Arabidopsis thaliana. Die Forschenden erhalten dafür rund 565.000 Euro Förderung von der Boehringer-Ingelheim-Stiftung im Förderprogramm "Rise Up!". Das Projekt startet am 1. August 2024 und läuft für drei Jahre.

"Für humane Krankheitserreger wie Salmonellen oder Legionellen, und auch für Viren, wurde bereits gezeigt, dass sie die Proteinsynthese beeinflussen", sagt Suayb Üstün. "Vorarbeiten von meinem wissenschaftlichen Mitarbeiter Dr. Manuel González-Fuente lassen vermuten, dass auch Bakterien, die Pflanzen befallen, das tun - und dass genau diese Veränderung der Proteinsynthese verantwortlich für das Entstehen der Krankheiten sind." Diese Zusammenhänge wollen die Forschenden in dem neuen Projekt namens "Manipulation of protein translation as a virulence strategy of pathogenic bacteria nachweisen.

Hoffnung auf resistentere Nutzpflanzen

"Mit unserem Modellsystem Arabidopsis thaliana möchten wir herausfinden, welche Proteine nach einem Pathogenbefall in ihrer Synthese manipuliert werden", erklärt Üstün. Die Biologinnen und Biologen gehen davon aus, dass die Ergebnisse auch auf andere Arten, etwa landwirtschaftliche Nutzpflanzen übertragen werden können. "Daraus erhoffen wir uns Erkenntnisse, wie man diesen Mechanismus aufheben kann, um resistentere Pflanzen mithilfe der Gentechnik zu erzeugen."

Im Fokus der Untersuchungen stehen sogenannte Processing Bodies. Dabei handelt es sich um Aggregate aus RNA und Proteinen, die in gesunden Pflanzen die Proteinsynthese bei Bedarf hemmen können, die Boten-RNA abbauen oder für die Qualitätskontrolle von Proteinen verantwortlich sind. "Unklar ist allerdings, unter welchen Bedingungen sich Processing Bodies bilden und ob sie von Krankheitserregern ausgenutzt werden können, um die Proteinsynthese zu manipulieren", so Üstün.