Umwelteinflüsse verändern die RNA-Struktur bei Pflanzen

In einer Zusammenarbeit zweier Forschungsgruppen um Professor Dame Caroline Dean und Dr. Yiliang Ding, konnte nun der zelluläre Mechanismus aufgedeckt werden, wie sich Temperaturveränderungen auf die RNA-Struktur in Pflanzen auswirken. Die Ergebnisse ihrer Arbeit veröffentlichten die Wissenschaftler im Fachmagazin Nature.

Die Forscher entwickelten eine Technik, mit der sie die RNA-Struktur in lebenden Zellen beobachten konnten. Zwei bestimmte Gene in Pflanzen, COOLAIR und FLC, steuern die Reaktionen von Pflanzen auf die Umgebungstemperatur. Mit der neu entwickelten Technologie konnten die Forscher nachweisen, dass sich eine Veränderung der RNA-Struktur auf die Blütezeit der Pflanzen auswirkt: Bei Kälte stoppt FLC die Blüte. Warme Temperaturen führen zu einer Veränderung der Konformation von COOLAIR, welche als Antisense-Signal die Wirkung von FLC aufhebt, so dass die Pflanze blühen kann. Mutationen in der Sequenz der RNA-Region COOLAIR führten zu veränderten Blühzeiten bei den Pflanzen.

Dr. Pan Zhu, Erstautor der Studie erklärt: „Jede RNA hat wahrscheinlich ihre eigenen RNA-Strukturlandschaften und Konformationsunterschiede. Unsere Technologie wird es uns ermöglichen, die weitreichende funktionelle Bedeutung von RNA-Strukturen in RNAs von Interesse wie SARS-CoV-2 zu untersuchen".

In Hinblick auf den Klimawandel ist es wichtig, die Mechanismen zu verstehen, wie Pflanzen sich an verändernde Temperaturen anpassen. Auch in der Medizin bieten sich Möglichkeiten, neue RNA-basierte Therapien zu entwickeln.