05. februar 2016

Mystiske proteinstrukturer gemmer måske opskriften på stress-resistente afgrøder

Planteforædling

Den mystiske opførsel hos en særlig gruppe proteiner kan potentielt indeholde redskaber til at udvikle stress-resistente afgrøder. Et nyt forskningsprojekt på Institut for Plante- og Miljøvidenskab vil nu afdække proteinernes hemmeligheder ved hjælp af en bevilling på 7 millioner kr. fra Villum Young Investigator Program.

Af Johanne Uhrenholt Kusnitzoff

Forskerne er startet med modelplanten gåsemad, men vil inkludere proteiner fra f.eks. forskellige afgrødetyper senere. Foto: Institut for Plante- og Miljøvidenskab

Normalt tilegnes en stor del af et proteins funktion dets struktur, men det er muligvis andre ukendte faktorer på spil hos en særlig gruppe af planteproteiner. Meike Burow, der er lektor på Institut for Plante- og Miljøvidenskab på Københavns Universitet, skal lede projektet, som skal undersøge disse proteiners skiftende strukturer nærmere.

”Vi starter på det basale niveau, hvor vi prøver at forstå mekanismerne, der bl.a. regulerer planternes forsvar mod udefrakommende stressfaktorer, men på den lange bane regner vi med, at vores resultater inden for proteinernes funktion bl.a. kan hjælpe med at fremavle planter, som er mere resistente over for stress fra skiftende miljø og sygdomme. Lige nu arbejder vi med modelplanten gåsemad, men senere vil vi også inkludere proteiner fra andre arter, f.eks. forskellige afgrødetyper,” fortæller Meike Burow. 

Lektor Meike Burow kan nu kalde sig Villum Young Investigator. Foto: Institut for Plante- og Miljøvidenskab

Hun uddyber, at de proteiner, der står for at ’tænde for’ produktionen af planternes forsvarsstoffer, ikke har nogen defineret struktur, men forandrer sig afhængigt af omgivelserne.

Det er seks af disse 'ustrukturerede' proteiner, som hun og hendes hold vil undersøge, først og fremmest med fokus på at få skabt et solidt fundament af viden, som på længere sigt kan anvendes inden for bl.a. afgrødeforædling.

”Vi prøver at finde ud af, hvordan disse proteiners varierende struktur relaterer sig til deres funktion, og hvordan forholdet er udviklet. Vi har arbejdet med regulering af metabolisme i planter i mange år, og vi fandt efterhånden ud af, at der var et hul i vores viden omkring de proteiner, der er involveret i syntesen af forsvarsstoffer. En stor del af de proteiner, der tænder for de specifikke pathways har nemlig disse varierende strukturer, som vi ikke forstår funktionen af, men vores forsøg tyder på, at lige præcis den ustrukturerede del af proteinerne er afgørende for deres funktion,” forklarer Meike Burow.    

Muligt redskab til sygdomsbekæmpelse
Selvom projektet først og fremmest er et grundforskningsprojekt og rettet mod planter, så påpeger Meike Burow, at resultaterne på den lange bane måske også kan bruges inden for helbredning af forskellige sygdomme hos mennesker.

”Den gruppe af proteiner, som vi arbejder med i planter, findes i de fleste dyr heriblandt os selv. Hvis proteinerne ikke fungerer optimalt, så kan det lede til forskellige sygdomme. Hvis vi kan forstå mekanismerne bag deres struktur og funktion, kan det muligvis anvendes i forebyggelse eller behandling af visse sygdomme hos mennesker.”

Hun minder dog om, at det er svært at forudsige præcist, hvordan det kan bruges, da forskningsgruppen stadig er helt i begyndelsen af forskningen på området, og det derfor fortsat er flere år ude i fremtiden, hvis det kan lade sig gøre.