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ePaper created 2012-12-12, 10:15:12 | version 1.24.0
den Pflanzen im Gleichgewicht“, sagt Laux. „So halten sie die Anzahl der Stammzellen konstant.“ In einer Studie, die in der renommierten Fach- zeitschrift „Nature“ erschienen ist, zeigte sein Team, dass in der Wurzel ähnliche Gene wie WUSCHEL und CLAVATA3 am Werk sind, obwohl der Aufbau der Meristeme sich dort deut- lich von dem im Spross unterscheidet. Andere Arbeitsgruppen entdeckten, dass dies auch im dritten Meristem von Pflanzen, das im Stamm für das Dickenwachstum verantwortlich ist, der Fall ist. In tierischen Stammzellnischen sind ähnliche Regulationsmechanismen aktiv, nur die beteiligten Moleküle unterscheiden sich. „Das ist bemer- kenswert, da sich Tiere und Pflanzen während der Evolution auf dem Stadium des Einzellers getrennt haben, als es noch keine Stammzell nischen gab.“ Der Freiburger Wissenschaftler hat mit sei- ner Arbeitsgruppe außerdem entdeckt, dass WUSCHEL-verwandte Gene auch bei der Ent- stehung des Embryos richtungsweisend sind. anderer Gene beeinflusst. Er sorgt dafür, dass sich Stammzellen nicht spezialisieren und sich weiterhin teilen. Auch jene Tochterzellen, die nach der Teilung der Stammzellen in der Nische verweilen, bleiben Stammzellen. „Die restlichen Tochterzellen, die die Stammzellnische verlassen, erhalten die WUSCHEL-Signale nicht mehr“, sagt Laux. „Stattdessen sorgen andere Boten- stoffe dafür, dass sie sich in spezialisierte Zell typen differenzieren.“ Diese Tochterzellen teilen sich noch einige Male, bevor sie schließlich ihren Platz in einem Blatt, einer Wurzel oder dem Stamm finden und dort ihre jeweilige Funk- tion erfüllen. Ähnlich wie bei Tieren bestimmen daher Signalstoffe aus der Umgebung von Stammzellen deren Schicksal. Jedoch können pflanzliche Stammzellen nicht nur Zellen für einen speziellen Gewebetyp bilden, wie es bei erwach- senen Tieren der Fall ist – bei diesen können zum Beispiel Stammzellen im Gehirn nur spezia- lisierte Gehirnzellen produzieren. In Pflanzen dagegen können Stammzellen auch nach vielen Jahren noch jedes Organ neu bilden. Beim Men- schen ist diese Eigenschaft auf den Embryo begrenzt. Im Spross, dem Laux und sein Team sich bei den ersten Arbeiten widmeten, ist das Gen CLAVATA3 der Gegenspieler zu WUSCHEL. „Die Botenstoffe, die über WUSCHEL und CLAVATA3 hergestellt werden, sind bei gesun- „Wenn wir nur sehen, dass es der Pflanze schlecht geht, nachdem wir einen genetischen Schalter betätigt haben, verstehen wir die zugrunde liegenden Beziehungen noch nicht“ Stammzellnischen befinden sich bei Pflanzen im Spross und in der Wurzel, bei Bäumen auch im Stamm. In den Stammzellnischen bilden benachbarte Nischenzellen WUSCHEL-Signale (WUS). Diese hindern Stammzellen daran, sich zu spezialisieren. Gleichzeitig bilden Stammzellen den Faktor CLAVATA3 (CLV3), der verhindert, dass zu viele neue Stammzellen entstehen. In der Wurzel schützen Zellen der Wurzelhaube die Stammzellen vor Schädigungen. Die Stammzellnische der Wurzel unter dem Mikro skop: Türkis sind die Zellen dargestellt, die über WUSCHEL-Signale die darunter liegenden Stamm- zellen erhalten. Die spezialisierten Tochterzellen der Stammzellen in der Wurzelhaube kann man an den violett markierten Stärkekörnern erkennen. Stammzellen Stammzellen Stammzellen Wurzelhaube Signalerzeugende Nischenzellen Signalerzeugende Nischenzellen 34