Obstbauern und Winzern ist das Phänomen nur allzu gut bekannt: Plötzlich bilden sich bei Bäumen oder Rebstöcken kurz oberhalb des Bodens tumorartige Auswüchse und Wucherungen. In der Folge tragen die Pflanzen deutlich weniger Früchte oder sterben sogar ab. Es handelt sich um Wurzelhalsgallen, im Weinbau spricht man von Mauke. Eine direkte Behandlung dieser Pflanzenkrebs-Art ist kaum möglich. Bekannt ist nur, dass sie von dem Bodenbakterium Agrobacterium tumefaciens ausgelöst wird. Die Mikrobe arbeitet dabei mit eine hinterhältigen Trick: Sie zwingt der Pflanze quasi ihren Willen auf, wie Forscher der Universität Würzburg um Rosalia Deeken jetzt aufgedeckt haben. Die Biologen experimentierten mit der Modellpflanze Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana), deren Genom vollständig entschlüsselt ist. Die Forscher infizierten sie mit dem Bakterium und analysierten den Mechanismus des Befalls.
Es zeigte sich, dass Agrobacterium tumefaciens zunächst die Abwehr der Pflanze so manipuliert, dass es Teile seines eigenen Erbguts in das Erbgut des Wirts einschleusen kann. Ist dieser erste Schritt vollzogen, beginnt die eigentliche Arbeit des Bakteriums – es programmiert die befallene Zelle um. Der Mikroorganismus verändert die Aktivität einer großen Anzahl von Genen. „Wir beobachteten”, erklärt Deeken, „dass die Pflanze in der Folge eine Reihe von Hormonen verstärkt produzierte, wodurch eine unkontrollierte Zellteilung einsetzte, die zur Tumorbildung führte.”
Der Sinn des Ganzen ist laut Deeken eine raffinierte Überlebensstrategie der Bakterien: Sie nisten sich in den Zellwänden der Tumore ein, wo sie sich von sogenannten Opinen ernähren. Die müssen die transformierten Pflanzenzellen für sie produzieren, da es diese Stoffe im Boden nicht gibt. Und: Die Pflanzen selbst können die Opine nicht verstoffwechseln. Deeken erklärt: „Die pflanzlichen Tumorzellen stellen also ihre ursprüngliche Fähigkeit ein, sich selbstständig von Licht und Kohlendioxid zu ernähren. Das geht zu Lasten der Samen- oder Fruchtausbeute.”
Die Wissenschaftlerin hofft, dass die weitere Erforschung der Interaktion zwischen Pflanze und Agrobacterium bei der Bekämpfung von Pflanzenkrebs helfen kann.
Redaktion: Hans Groth, nachrichten@bild-der-wissenschaft.de
