Wenn das Immunsystem entgleist

05.09.2017 Forschung & Technik

Ursachen der Hybrid-Nekrose

Auch Pflanzen können Autoimmunerkrankungen haben. Bei der Hybrid-Nekrose zeigen bestimmte Nachkommen in der Hybridzüchtung einen Zwergenwuchs, kümmern oder haben welke Blätter. Forscher des Max-Planck-Instituts für Entwicklungsbiologie in Tübingen haben herausgefunden, wie es zu diesem „Fehlalarm im Immunsystem“ kommt.

Der „Heterosiseffekt“ beschreibt den Leistungszuwachs im Ertrag und in der Vitalität, den die Hybridnachkommen in der Hybridzüchtung haben. Doch manchmal kommt es auch zu einem gegenteiligen Effekt: Die Nachkommen können auch eine Hybrid-Nekrose, auch Hybridschwäche genannt, haben, und zeigen dann einen Kümmerwuchs.

Zweierlei Immunsysteme lösen Autoimmunerkrankung aus

Detlef Weigel vom Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie in Tübingen befasst sich seit Jahren mit den Hintergründen dieses problematischen, aber zugleich faszinierenden Phänomens. Eine seiner jüngsten Publikationen, die im Fachmagazin „Current Biology“ erschienen ist, zeigt, dass man bei der Ursachenforschung ein großes Stück weiter gekommen ist. Er untersuchte das Immunsystem von Arabidopsis thaliana, so der lateinische Name für die Ackerschmalwand, und die Proteine , die bei der Immunantwort eine wichtige Rolle spielen. Die Hybrid-Nekrose, die man sich als eine verheerende Häufung von spontan ausgelösten Zelltod-Ereignissen vorstellen kann, die die ganze Pflanze erfassen, ist der Beweis, dass das Aufeinandertreffen zweier Immunsysteme aus unterschiedlichen Pflanzenlinien ein und derselben Art nicht immer reibungslos abläuft. Dann mündet der missglückte Kreuzungsversuch in einer Autoimmunerkrankung der Pflanze.

Wie die Wissenschaftler herausgefunden haben, ist das fatale Aufeinandertreffen zweier Proteinvarianten schuld am kümmerlichen Nachwuchs. Es wird ein Fehlalarm ausgelöst, der dem Organismus einen Angriff durch Pathogene suggeriert. Was sich auf der molekularen Ebene zwischen zwei Proteinen abspielt, hat für die Pflanzenwissenschaften und -züchtung großen Wert. Durch die Identifizierung der genetischen Ursachen ist es möglich, bestehende Kreuzungsbarrieren aus dem Weg zu räumen. Dass manchmal nur relativ kleine genetische Änderungen ausschlaggebend sind, ist Fluch und Segen zugleich. So wie eine kleine Mutation genügt, um eine Hürde zu nehmen, so schnell kann eine geringfügige Mutation ein neues Hindernis entstehen lassen. Andererseits öffnet das Wissen darüber, wie Immunreaktionen ohne die Anwesenheit pathogener Effektoren ausgelöst werden, wiederum neue Zugänge zur Erforschung des pflanzlichen Immunsystems.

Quelle: pflanzenforschung.de