%0 Generic
%A Hummel, Eric
%D 2006
%F heidok:6143
%K BY2 , NDGA , Strukturelle AnalyseBiogenesis , Golgi-Apparatus , Structural analysis
%R 10.11588/heidok.00006143
%T Strukturelle Untersuchungen zur Inhibierung und Biogenese des pflanzlichen Golgi-Apparates
%U https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/6143/
%X Die Ergebnisse dieser Arbeit lassen sich in zwei Teile zusammenfassen: Im ersten Teil wurde die Wirkung der Hemmstoffe Brefeldin A und Nordihydroguairetischer Säure (NDGA) auf Sekretion und Struktur pflanzlicher Golgi-Apparate zu unterschiedlichen Zeitpunkten des Zellzykluses untersucht.  Im zweiten Teil wurde die de novo Entstehung pflanzlicher Golgi-Apparate beschrieben. Im Rahmen dieser Untersuchungen sollte in erster Linie der zeitliche Verlauf der Entstehung des Golgi-Apparates aufgeklärt und die Rolle der COP I und COP II Transportvesikel während der frühen Phasen der Regeneration analysiert werden.  Voruntersuchungen behandelten die Wirkungen von BFA auf unterschiedliche Phasen des Zellzykluses. Zugabe von Brefeldin A während der Zellteilung von BY2 Zellen hatte demnach nicht nur Einfluss auf die Cytokinese, es konnten auch Beeinträchtigungen der Karyogenese festgestellt werden. Mitotischen Zellen gelingt keine vollständige Teilung mehr, die Zellplatten sind nur unvollständig ausgebildet bzw. bestehen nur aus unregelmäßig verteilten Calloseplaques. Die Kerne selbst zerfallen, im Extremfall gelingt es der Zelle nicht mehr eine Kernhülle auszubilden. Die  Akkumulation von Stärke in Plastiden ist ein weiterer bisher nicht beschriebener Effekt von Brefeldin A. Diese Stärkeanreicherung konnte sowohl bei Tabak BY2-Zellen als auch bei Chlamydomonas noctigama beobachtet werden. In beiden Systemen konnte ein starkes Anwachsen der Stärkegranula in den Plastiden nach mehrstündiger BFA-Behandlung beobachtet werden.  Außer Brefeldin A wird in der Literatur ein weiterer Hemmstoff, Nordihydroguairetischesäure (NDGA), konrovers diskutiert. Es konnte festgestellt werden, dass eine Langzeitbehandlung mit NDGA zu einer schrittweisen Veränderung der Golgi-Apparate führt, nicht aber zu deren vollständigem Verschwinden, wie auch bei tierischen Zellen beobachtet werden konnte. Hier wurden neben den Methoden der Elektronen- und der Laserscanningmikroskopie auch die in vivo Beobachtung der Hemmstoffwirkung mittels Videomikroskopiemethoden angewandt. Der zweite große Themenkomplex widmet sich der Biogenese pflanzlicher Golgi-Apparate in zwei verschiedenen Zellsystemen (Tabak BY2 Zellen und Chlamydomonas noctigama).  Eine zweistündige BFA Behandlung führte in Tabakzellen zu einem vollständigen Verschwinden der Golgi-Apparate bei einem Großteil der untersuchten BY2 Zellen (80-90%).  Nach Auswaschung des Hemmstoffs konnte eine schrittweise Neuentstehung der pflanzlichen Golgi-Apparate beobachtet werden. Ausgehend von Vesikelakkumulationen bildeten sich kleine „Minigolgis“, die schrittweise zu vollständigen ca. 600 nm großen Membranstapeln heranreiften. Die frühen Zeitpunkte der Biogenese die verstärkt Vesikelakkumulationen aufwiesen wurden auf das Vorhandensein von COP I und COP II Vesikeln untersucht. Hierzu wurden Immunogoldmarkierungen an kryogeschnittenen BY2 Zellen gegen verschiedene Komponenten des Coatomer von COP I und COP II durchgeführt. Es konnte gezeigt werden, dass COP II Vesikel in den Vesikelansammlungen zu finden sind, COP I jedoch nicht.  BFA-Zeitreihen und Auswaschungsexperimente ergaben bei Chlamydomonas ähnliche Resultate. Eine vierstündige BFA-Behandlung war erforderlich um die membranösen Strukturen der 7-9 in Kernnähe lokalisierten Golgi-Apparate aufzulösen. Es ließ sich, im Gegensatz zu den Ergebnissen die an BY2-Zellen gewonnen wurden, feststellen, dass sich als Reste häufig Cluster von Vesikeln finden. Nach Auswaschung des Hemmstoffs konnte in Form von Zeitreihen auch hier die Neuentstehung beobachtet werden. Der Prozess läuft in denselben Stufen ab, wie er bereits bei BY2-Zellen beschrieben wurde. Deutliche Unterschiede zu By2-Zellen ist der schnellere Verlauf der Entstehung der kernnahen Membranstapel, bereits nach 30 min erreichen sie wieder ihre ursprünglichen Längen (500-600 nm). Neben der schrittweisen Entstehung lässt sich bei Chlamydomonas noch ein weiteres Phänomen beobachten, 60 min nach Auswaschung kommt es bei vielen untersuchten Zellen zu einer Teilung der Golgi-Apparate, von cis-Seite und trans-Seite nach median. Unmittelbar vor Beginn der Teilung erreichen die Golgi Längen von über 1,5 µm.