1,5 Milliarden altes Erbstück in der Pflanze

- Chloroplasten, die in grünen Pflanzen durch Photosynthese Kohlenhydrate und Sauerstoff erzeugen, sind hervorgegangen aus freilebenden Bakterien, die Einzeller vor etwa 1,5 Milliarden Jahren aufgenommen und als dauerhafte Bestandteile in die Zellen integriert haben. Noch heute finden sich Erbstücke der bakteriellen Vorfahren in den Chloroplasten.

<P>Artemis heißt ein neu entdecktes Protein, das für die Teilung der Chloroplasten nötig ist. (PNAS, Bd. 99, S.11501-11506, 2002). Ein strukturell sehr ähnliches Protein fand ein Team von Forschern unter der Leitung von Professor Jürgen Soll vom Botanischen Institut der LMU in einem Bakterium. Dort ist es an der Zellteilung beteiligt.</P><P>"Die Ähnlichkeit zwischen beiden Proteinen ist sogar sehr groß", berichtet Soll. Ist das bakterielle Protein zerstört, kann es vollständig durch sein pflanzliches Gegenstück ersetzt werden.<BR>Vor rund 1,5 Milliarden Jahren verschlangen einige Einzeller Cyanobakterien und behielten sie als festen Zellbestandteil. Die neuen Untermieter konnten Photosynthese betreiben, verloren im Laufe der Evolution allerdings weitgehend ihren autonomen Status und gaben den größten Teil ihres genetischen Materials an den Zellkern ab. </P><P>Dort liegen also die meisten Gene für Chloroplasten-Proteine. Die Proteine werden im Zellplasma gebaut und in die Chloroplasten importiert. "Wie das genetische Material des Bakteriums in den Zellkern gelangte, ist noch unklar", so Soll.</P><P>Artemis ist ein Beispiel für Chloroplasten-Proteine, die im Zellkern codiert sind. In den Chloroplasten liegt es in der inneren Membran und ist an deren Teilung beteiligt. Bei einer Zellteilung werden die alten Chloroplasten verdoppelt und auf die beiden neuen Zellen verteilt.<BR>Ohne Artemis ist der letzte Schritt der Chloroplastenteilung nicht mehr möglich. "Mit Artemis haben wir meines Erachtens ein erstes Bindeglied zwischen den bakteriellen Teilungskomponenten und den Gegenstücken auf Seiten der Wirtszelle gefunden", meint Soll.</P><P>Ein zu Artemis verwandtes Protein fanden die Wissenschaftler im Cyanobakterium Synechocystis. Ohne das Protein können sich bei einer Teilung Mutter- und Tochterzelle nicht voneinander abschnüren, so dass nach einiger Zeit Zellhaufen von vier oder mehr aneinander hängenden Bakterien zu beobachten sind. "Als nächstes wollen wir die genaue Funktion von Artemis bestimmen", so Soll.</P>

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