Zell-K.O. durch Schlüsselprotein

Der Phytophtora-Pilz verursacht mit seinen verschiedenen Arten Millionenschäden an wichtigen Kulturpflanzen, wie Kartoffeln, Weizen oder Soja.

Obwohl die verschiedenen Erreger der Gattung in den letzten Jahren intensiv wissenschaftlich untersucht wurden, gab der Infektionsprozess des Pathogens bislang immer noch Rätsel auf.

Ein wichtiger Durchbruch gelang jetzt einem Forscherteam des Virginia Bioinformatics Institute (VBI) in Virginia, USA. Sie entdeckten bei Phytophtora sojae eine ganze Reihe von Proteinen, die es dem Pilz erst ermöglichen, in die Wirtszellen der Pflanze einzudringen und sich hier zu etablieren.

Die DNA-Sequenz, die diese Proteine codiert, gelangt völlig ohne mechanische Einwirkung des Erregers über die Membran in die Zelle. Sobald die Proteine im Zellinneren gebildet sind, legen sie einen entscheidenden Schutzmechanismus der Pflanze lahm: den programmierten Zelltod.

Dieser sorgt normalerweise dafür, dass die Zelle stirbt, sobald ein Schaderreger erfolgreich eingedrungen ist. Der schnelle Tod der Zelle entzieht dem Schädling die Nahrungsgrundlage und verhindert so eine weitere Ausbreitung in die Nachbarzellen. Der Infektionsprozess kommt damit zum Erliegen. Durch das Ausschalten des automatischen Zelltodes kann der Pilz in das Gewebe eindringen und sich dann über die Nachbarzellen weiter ausbreiten.

Bisher gingen die Wissenschaftler davon aus, dass die pathogenen Proteine die aktive Immunabwehr der Zellen unterdrücken. Beim Vergleich der DNA-Sequenzen der virulenten Proteine mit anderen Pathogenen machten die Forscher eine weitere überraschende Entdeckung. Der Malaria-Erreger Plasmodium scheint mit den gleichen Proteinen zu arbeiten.

Das bietet nach Ansicht des Versuchsleiters Brett Tyler die große Chance, völlig unterschiedliche Parasiten mit ein und derselben Methode zu bekämpfen. Seiner Ansicht nach könnte dieser Weg des Eindringens auch noch für viele andere Pathogene relevant sein. Wie das Einschleusen der trickreichen Proteine verhindert werden kann, wird Tylers Arbeitsgruppe in einem nächsten Schritt untersuchen.