Lichtprozesse in Pflanzen können mit neuem optogenetischen Werkzeug präzise gesteuert werden
Die Optogenetik stellt in der Biologie ein äußerst wichtiges Forschungsinstrument dar. Indem gezielt bestimmte Abschnitte des Genoms aktiviert werden, kann das Verhalten von biologischen Zellen mit optischen Schaltern gesteuert werden. So lassen sich etwa Signal- und Stoffwechselprozesse durch gezielte Aktivierung mit Licht kontrollieren.
Viele Publikationen zur Optogenetik beschäftigen sich mit Zellen bei Säugetieren, Hefen oder Bakterien. Arbeiten im Bereich der Pflanzenforschung sind dagegen weit weniger häufig. Das liegt unter anderem daran, dass geeignete optische Schalter fehlen, die in Pflanzenzellen eingesetzt und dort gezielt geschaltet werden können. Da Pflanzen selbst Licht für ihr Wachstum benötigen, wären diese Schalter stetig aktiv.
In Zusammenarbeit mit dem Forschungsprogramm Cluster of Excellence on Plant Sciences (CEPLAS) der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) ist es Forschern des Exzellenzclusters CIBSS – Centre for Integrative Biological Signalling Studies an der Universität Freiburg um Prof. Dr. Thomas Ott, Prof. Dr. Wilfried Weber und Hector Fellow Prof. Dr. Jens Timmer sowie Ben Miller an der University of East-Anglia-Norwich, nun gelungen, einen für Pflanzen maßgeschneiderten optogenetischen Schalter zu entwickeln. Dieses PULSE (Plant Usable Light-Switch Elements) genannte Werkzeug eignet sich für Pflanzen im normalen Tag-/Nachtzyklus. Es wird durch gezielte Bestrahlung mit rotem Licht in einer sehr eng begrenzten Wellenlänge aktiviert und mit normalem weißem Licht zurücksetzt.