Optogenetische Methoden zur Manipulation pflanzlicher Signaltransduktionsprozesse

Optogenetische Methoden zur Manipulation pflanzlicher Signaltransduktionsprozesse

Optogenetik ist die Steuerung von Zellen mittels Licht. Dabei werden durch Licht-reguliertbare Proteine als genetisch kodierte Werkzeuge genutzt, um das ’Verhalten’ von Zellen, Geweben oder komplexen Organismen gezielt zu steuern. Eines dieser Proteine, welches ein inzwischen etabliertes Werkzeug der Optogenetik ist, ist das Channelrhodopsin aus der Grünalge Chlamydomonas reinhardtii. Channelrhodopsine sind Apoproteine, die ihre eigentlich Lichtempfindlichkeit durch den Cofaktor Retinal erhalten. In der Neurobiologie werden diese Channelrhodopsine bereits häufig in der Grundlagenforschung eingesetzt, um z. Bsp. das ’Feuern’ von Aktionspotenzialen in Neuronen gezielt über die Applikation von Blaulicht zu steuern. Auch Pflanzen können sind in der Lage Aktionspotenzial-ähnliche elektrische Signale zu generieren, wenn auch auf einer wesentlich langsameren Zeitskala. Immerhin können diese Signal jedoch so schnell sein, dass Sie im Falle der Venus Fliegenfalle (Dionaea muscipula) das Erbeuten von Insekten ermöglichen. Aber auch andere Pflanzen reagieren mit elektrischen Antworten auf Signale aus der Umwelt. Um die Charakteristiken und Bedeutung elektrischer Signale in Pflanzen verstehen zu können nutzen und erforschen wir optogenetische Werkzeuge.