Forschern an der RWTH Aachen gelang es erstmals das Verfahren FAIRE erfolgreich auf eine bakterienbefallene Pflanze anzuwenden. Zuvor wurde FAIRE zur Untersuchung menschlicher Zelltypen eingesetzt. Das neuartige Verfahren erregt weltweit Aufsehen.
Auf dem Verfahren aufbauend lassen sich natürliche oder naturnahe Substanzen identifizieren, mit denen Nutzpflanzen umweltschonend vor schädlichen Organismen geschützt werden können.
FAIRE ist eine Methode aus der Molekularbiologie und ermöglicht es die Erbsubstanz DNA (englisch: deoxyribonucleic acid) von Pflanzen zu isolieren. Zum Ablesen von Genen in mehrzelligen Organismen muss die Erbsubstanz von Proteinen befreit werden, die an ihr haften. Dadurch bildet sich sogenanntes offenes Chromatin, das bei der Regulierung der Genaktivität eine entscheidende Rolle spielt. Dieses Chromatin gilt es zu identifizieren. Dafür stehen verschiedene Methoden zur Verfügung. Eine davon ist FAIRE (englisch: formaldehyde-assisted isolation of regulatory elements).
Das Verfahren FAIRE an Pflanzen
FAIRE bietet gegenüber anderen Methoden viele Vorteile – dazu zählen
- eine gute Reproduzierbarkeit;
- eine geringe Fehleranfälligkeit;
Für die Anwendung an Pflanzen fehlte bisher noch ein entsprechendes Verfahren. Der experimentelle Zugang zu Pflanzen ist durch eine rigide Zellwand erschwert. Bricht man diese auf, so werden auch andere Strukturen und Moleküle beeinträchtigt.
In jahrelangen Studien gelang es der Arbeitsgruppe vom Lehr- und Forschungsgebiet Biochemie und Molekularbiologie der Pflanzen an der RWTH Aachen schließlich doch ein geeignetes Verfahren zu entwickeln.
- Die Erkenntnisse der Studie tragen dazu bei, die Abwehrbereitschaft von Pflanzen besser zu verstehen.
- Das detaillierte Versuchsprotokoll ermöglicht den Einsatz des Verfahrens FAIRE an Pflanzen in allen Laboren weltweit.
Erhöhte Abwehrbereitschaft
Die Aachener Forschenden setzten das Verfahren bei der Ackerschmalwand an, die zuvor vom Bakterium Pseudomonas syringae befallen war. Die Pflanzen entwickelten eine erhöhte Abwehrbereitschaft und folglich eine Resistenz gegen den bakteriellen Krankheitserreger. Dieser Effekt ist mit dem menschlichen Immunsystem nach einer Impfung vergleichbar.
Giftfreier Pflanzenschutz
Mit der Methode FAIRE kann jede im Erbgut der Ackerschmalwand vorhandene Stelle an regulatorischer DNA identifiziert werden. Deren Aktivität soll jetzt mit neuen, aus der Natur stammenden Pflanzenschutzmitteln in Nutzpflanzen aktiviert werden – um einen giftfreien und damit ökologisch unbedenklichen Pflanzenschutz zu ermöglichen, erklärt der Studienleiter Professor Uwe Conrath.
Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Nature Protocols veröffentlicht.
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