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    Lehrstuhl für Botanik I - Pflanzenphysiologie und Biophysik

    Regulierung der Ionenkanäle in Vakuolen

    In ausgereiften Pflanzenzellen wird bis zu 90% des Zellvolumens von der Zentralvakuole eingenommen, die einen Speicher für Proteine, Metabolite und Ionen darstellt. Das Großteil der Ionen, die durch Pflanzen aufgenommen werden, wird in der Zentralvakuole gespeichert, jedoch können sie unter bestimmten Umständen auch wieder aus der Vakuole ins Zytoplasma entlassen werden. Obwohl die Vakuole also eine essentielle Rolle im Wachstum und der Entwicklung der Pflanzen spielt, ist nur wenig über die Mechanismen der Regulierung der Ionenkanäle in der Vakuolenmembran bekannt.

    Wir haben eine Methode entwickelt, die uns in die Lage versetzt, die Ionenkanalaktivität in der Vakuolenmembran von intakten Zellen, mit intrazellulären Mikroelektroden zu bestimmen, (Wang et al., 2015, sieh auch Abb.). Diese Methode wird jetzt eingesetzt, um die Eigenschaften der vakuolären Ionentransportproteine zu erforschen und zu enthüllen, durch welche molekulare Mechanismen diese Nanoporen gesteuert werden.

    Fluoreszenzfarbstoffe werden mit einer Mikroelektrode entweder in das Zytoplasma oder in die Vakuole von Wurzelepidermiszellen injiziert.
    Fluoreszenzaufnahmen von Wurzelepidermiszellen nach Injektion des Fluoreszenzfarbstoffs „Lucifer Yellow“ (Abbildungen links) und schematische Darstellung der sub-zellulären Position der Mikroelektrode (Abbildungen rechts). Die Spitze der Elektrode kann im Zytosol (A) oder in der Vakuole (B) positioniert sein.
    (Grafik: R. Roelfsema, Wang, Universität Würzburg 2015)
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