Das Gedächtnis der Pflanzen

Prionen helfen Pflanzen, sich zu erinnern

Pflanzen können einzelne kalte Tage von einem Wintereinbruch unterscheiden. Sie blühen auch erst, wenn alle Signale auf Frühling stehen. Pflanzen reagieren auf der Basis biochemischer Prozesse auf Tageslänge und Temperatur. Sie können sich also „erinnern“, was sie zu tun haben. Doch Pflanzen haben kein Nervensystem. Daher muss die „Gedächtnisleistung“ anders ablaufen. Und Wissenschaftler rücken Prionen in den Fokus, die Pflanzen sich erinnern helfen.

Prionen sind gefaltete Proteine, die als pathogene Struktur BSE bei Wiederkäuern und Creutzfeld-Jakob-Krankheit bei Menschen auslösen können. Sie vermehren sich im Gehirn und richten durch Ansteckung gesunder Proteine großen Schaden an. Prionen können aber auch gute Eigenschaften besitzen und stehen bei Tieren mit der Langzeiterinnerung in Verbindung, wie das Wissensportal Pflanzenforschung.de berichtet. So können Prionen in Meeresschnecken neue Synapsen und damit Erinnerungen für längere Zeit abbilden.

In einer neuen Forschungsarbeit haben Wissenschaftler in der Ackerschmalwand Gensequenzen gesucht, die Prionen codieren. Bei mehr als 500 Proteinen wurden sie fündig. Sie sind in der Lage „normale“ und „pathogene“ Prionen zu generieren.

Eine davon, die Luminidependens (LD) haben sie in Hefen untergebracht. Der Name sagt es bereits. Das Protein ist in der Pflanze an der Reaktion des Blütezeitpunktes anhand des Tageslichtes beteiligt. In der Hefe konnte mit Farbindikatoren nachgewiesen werden, dass LD tatsächlich Prionen codiert und die Faltung auf andere Proteine überträgt.

Offenbar leisten Prionen einen Teil der Gedächtnisleistung und sind ein stammesgeschichtlich altes „Speichersystem“ von Informationen.

Lesestoff:

Chakrabortee, S. et al. (2016): Luminidependens (LD) is an Arabidopsis protein with prion behavior. In: Proc Natl Acad Sci U S A, (25. April 2016), doi: 10.1073/pnas.1604478113

roRo