Verborgene Schutzschilde der Bakterien: Strategien zur Überwindung der Pflanzenimmunität

Die Forschungsgruppe von Prof. Stefanie Ranf des Departements für Biologie, Molekulare Pflanzenwissenschaften, konzentriert sich auf das Studium des Lipopolysaccharids (LPS), einem zentralen Bestandteil der Zellwand von gramnegativen Bakterien. LPS ist eine Schlüsselkomponente in der Interaktion zwischen bakteriellen Pathogenen und ihren tierischen sowie pflanzlichen Wirten. «Mikroben begegnen einem hochwirksamen Immunsystem in Pflanzen», erklärt Prof. Ranf. «Doch die Bakterien setzen eine Art ’Schutzschild’ ein, um sich gegen ein Arsenal an pflanzlichen Abwehrstoffen wie beispielweise antimikrobiellen Peptiden zu wappnen.» LPS sind hochkomplexe Glykolipide, die die Bakterien chemisch verändern können, um sich an verschiedene Umweltbedingungen anzupassen. «Strukturmodifikationen des LPS-Schutzschildes sind entscheidend für die Virulenz von pflanzenpathogenen Bakterien.»

Das Team von Prof. Ranf verwendet modernste analytische, biochemische, genetische und biophysikalische Methoden, um die Rolle dieser Modifikationen in verschiedenen Bakterien-Wirt-Systemen zu verstehen und die pflanzlichen Faktoren zu identifizieren, die LPS-Modifikationen auslösen. «Wenn wir verstehen, was die LPS-Modifikationen auslöst, können wir diese Faktoren gezielt manipulieren, um den ’Schutzschild’ der Pathogene zu schwächen und damit die natürliche Pflanzenabwehr zu unterstützen.» Diese Forschung bietet wichtige Einblicke in die Pathogenese in Pflanzen und könnte langfristig zur Entwicklung neuer Strategien zur Krankheitsbekämpfung in der Landwirtschaft beitragen.

Die Forschung von Prof. Ranfs Gruppe trägt zudem wesentlich zum Verständnis von Krankheitsprozessen in verschiedenen Lebensformen bei. LPS-Strukturmodifikationen, die bei vielen gram-negativen Pathogenen in Säugetierwirten als Virulenzstrategie bekannt sind, zeigen aufschlussreiche Parallelen in der Interaktion mit Pflanzen. Dies deutet darauf hin, dass sich bakterielle Pathogene universeller Mechanismen bedienen, um sich in Wirten aus verschiedenen biologischen Reichen zu etablieren. Erstaunlicherweise funktionieren die angeborenen Immunsysteme von Tieren und Pflanzen – obwohl sie unabhängig voneinander entstanden sind – nach ähnlichen grundlegenden Prinzipien. Die Arbeit von Prof. Ranf zeigt damit eindrucksvoll, wie tiefgreifende Einblicke in die Pflanzenimmunologie zu einem besseren Verständnis der Interaktionen zwischen verschiedenen Organismen und ihren Pathogenen führen können.