Kalzium am Steuer

Kalzium ist wichtig – nicht nur für den Aufbau von Knochen. In pflanzlichen und tierischen Zellen spielt es als Botenstoff eine zentrale Rolle.

Eine neue Forschergruppe, die von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) zunächst über drei Jahre mit rund 2,7 Millionen Euro gefördert wird, untersucht diese Prozesse nun genauer. Koordiniert wird das hochschulübergreifende Projekt „Kalziumregulierte Signalprozesse bei der Stressantwort von Pflanzen“, an dem neun Arbeitsgruppen mit herausragenden Wissenschaftlern beteiligt sind, von Prof. Dr. Jörg Kudla von der Universität Münster.

Die Forschergruppe, die im Juli 2008 ihre Arbeit aufnimmt, untersucht, wie Kalzium in Pflanzenzellen die Antwort auf Stressfaktoren wie Mineralstoffmangel, Salzstress und Trockenheit steuert. Neben Prof. Kudla vom Institut für Botanik ist Prof. Dr. Michael Hippler vom Institut für Biochemie und Biotechnologie der Pflanzen als Leiter eines zentralen Projekts zur Analyse von Proteinen beteiligt.

Den beiden münsterschen Forschern stehen von der DFG insgesamt rund 720.000 Euro zur Verfügung. Weitere Partner sind Wissenschaftler der Freien Universität Berlin, der Universität Erlangen, der Universität Heidelberg, der Ludwig-Maximilians-Universität sowie der Technischen Universität München und der Universität Würzburg.

„Kalzium ist zwar ein einfaches Ion, lenkt aber in der Zelle viele verschiedene Reaktionen, Anpassungs- und Entwicklungsprozesse“, erklärt Prof. Kudla. Bislang ist kaum verstanden, wie diese Steuerungsprozesse funktionieren, wie Änderungen in der Konzentration an freiem Kalzium im Zellplasma erzeugt und entziffert werden und schließlich zur Reaktion der Pflanze auf Umweltbedingungen führen. Besonders, wie die Spezifität der Signalwirkung zustande kommt, ist den Forschern ein Rätsel – ein und dasselbe Molekül beeinflusst in einem komplexen Netzwerk viele verschiedene Prozesse und sorgt dafür, dass die Pflanze auf unterschiedliche Bedingungen reagiert.

Die Wissenschaftler untersuchen diese Fragen mit vereinten Kräften: „Durch die beteiligten Partner steht uns umfassende Methodenkompetenz zur Verfügung. Zudem haben wir Spezialisten für alle drei Proteingruppen, die an den durch Kalzium regulierten Phosphorylierungsprozessen beteiligt sind, so dass wir auf eine hohe Expertise zurückgreifen können“, so Prof. Kudla.

Vor der Bewilligung des umfangreichen Projektantrags standen mehr als zwei Jahre Vorarbeit durch die Wissenschaftler sowie ein aufwändiges Begutachtungsverfahren durch die DFG. Die Mühe hat sich gelohnt: „Die DFG hat unserem Projekt sehr gute Erfolgsaussichten bescheinigt“, so Prof. Kudla. Um die Forschung auf dem Gebiet der Kalziumregulierten Signalprozesse nachhaltig voranzubringen, will die Forschergruppe eine internationale Tagung etablieren, die künftig alle zwei Jahre in Münster stattfinden und den Austausch zwischen den Wissenschaftlern des Fachgebiets intensivieren soll.

Die Forschergruppe um Prof. Kudla (Forschergruppe 964 der DFG) ist die zweite derzeit laufende Gruppe, die von einem Wissenschaftler der WWU koordiniert wird. Bereits im Mai 2008 hat die Gruppe „Germ Cell Potential“ um Prof. Dr. Jörg Gromoll von der Medizinischen Fakultät ihre Arbeit aufgenommen.