Von Christoph Meier

Krebs entsteht, wenn eine Zelle ihren Differenzierungszustand verliert und sich unkontrolliert zu teilen beginnt. Mittlerweilen kennt man viele Gene, die dabei eine Rolle spielen. Ein zentrales ist das Retinoblastom-Gen. Den Namen erhielt es, weil es, wenn es auf beiden Chromosomen mutiert ist, bei Kindern einen Augentumor auslöst. Es ist aber bekannt, dass das Gen auch in viele andere Krebsarten des Menschen involviert ist. Das hängt damit zusammen, dass das entsprechende Protein den Zellzyklus kontrolliert, indem es in seiner aktiven Form die Zellteilung stoppt.

Vom Retinoblastom-Gen ist ETH-Professor Wilhelm Gruissem fasziniert (1). Da es eine so grundlegende Funktion inne hat, vermutete der Forscher bereits in den achtziger Jahren, als bei Tieren das Gen isoliert wurde, dass es auch ein Homolog in Pflanzen geben muss. Gruissem fand dieses Mitte der neunziger Jahr im Mais und der Ackerschmalwand.

Mittlerweilen ist er aber mit der Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) auf die Überholspur in Bezug auf die Tierforscher gegangen. So zeigt er in einer in der neuesten Ausgabe vom Wissenschaftsmagazin „Nature“ erschienenen Arbeit (2), dass das Retinoblastom-Gen nicht nur wichtig für die Zellvermehrung ist sondern auch für die Aufrechterhaltung des Differenzierungszustandes einer Zelle.

Eigenheit der Pflanzen genutzt

Zu diesem Schluss kam der Forscher, als er mit seinen Mitarbeitern untersuchte, wie sich insbesondere die Zellen des weiblichen Geschlechtsapparates der Ackerschmalwandpflanzen entwickeln, wenn sie mutierte Versionen des Retinoblastom-Gens tragen. Den Fokus auf die Geschlechtszellen wählten die Forscher, da bei Pflanzen im Gegensatz zu den Tieren nicht nur die Samen und Eizellen einen einfachen, also haploiden Chromosomensatz enthalten, sondern auch weitere Zellen im Geschlechtsapparat.

Diese Struktur mit den haploiden Zellen nennt man Megagametophyt. Dieser bildet sich bei höheren Pflanzen, indem sich die durch die Geschlechtsteilung entstandene Spore dreimal teilt, was acht haploide Zellen ergibt. Nur eine davon ist eine eigentliche Eizelle, die sich aber mit zwei Synergiden mit einfachem Chromosomensatz umgibt. Zwei andere Zellen fusionieren zu einer zweikernigen zentralen Zelle, dem Embryosack, der auch befruchtet wird und aus dem später zusammen mit dem Embryo der Samen gebildet wird. Allen Zellen des Megagametophyts ist gemeinsam, dass sich bei ihnen eine Mutation in einem aktiven Gen sofort auswirkt, da keine normale Gen-Variante auf einem zweiten Chromosom kompensatorisch wirken kann.

Verlust der Kontrolle

Trug nun die Pflanze eine mutierte Variante des Retinoblastom-Gens, führte das dazu, dass die Hälfte der Eizellen sich nicht richtig entwickeln konnte (siehe Bild).

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