Ein interdisziplinäres Forschungsteam der Universität Wien und der Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden (HTWD) hat einen bedeutenden Durchbruch in der Analyse pflanzlicher Membranlipide erzielt. Sie entwickelten eine automatisierte und hochpräzise Methode zur Untersuchung von Glycosyl Inositol Phospho Ceramiden (GIPCs), den häufigsten Glycosphingolipiden in Pflanzenmembranen. Diese Erkenntnisse könnten wegweisend für die Züchtung klimastabiler Kulturpflanzen sein.
Das Team um Evelyn Rampler vom Institut für Analytische Chemie der Universität Wien und Verena Ibl von der HTWD hat mit dieser neuartigen Methode die Möglichkeit geschaffen, die bisher kaum erforschten GIPCs detailliert zu analysieren. Trotz ihrer zentralen Rolle für die Stabilität pflanzlicher Zellmembranen, die Anpassung an Umweltstress und die Immunantwort von Pflanzen, war ihre Erforschung aufgrund der komplexen Strukturvielfalt bislang schwierig. Die neue Methode basiert auf hochauflösender Massenspektrometrie und ermöglicht erstmals die automatisierte Annotierung multiglycosylierter GIPC-Strukturen.
Automatisierte GIPC-Analyse liefert neue Erkenntnisse zur Hitzestress-Anpassung bei Pflanzen
Die Anwendung der neu entwickelten Methode auf Gerstenkörner lieferte aufschlussreiche Ergebnisse: Es zeigte sich, dass GIPCs sich im Verlauf der Kornentwicklung dynamisch verändern und stark auf Hitzestress reagieren. Insbesondere kommt es zu einer spezifischen Umstrukturierung bestimmter GIPC-Gruppen als Reaktion auf erhöhte Temperaturen. Diese Erkenntnisse sind von großer Bedeutung, da sie wertvolle Hinweise darauf liefern, wie sich Pflanzen an steigende Temperaturen anpassen. Langfristig könnten diese Ergebnisse maßgeblich zur Züchtung klimastabiler Pflanzensorten beitragen.
Die Experimente, die diese wichtigen Ergebnisse hervorbrachten, wurden im Rahmen eines interdisziplinären Projekts an der Schnittstelle von analytischer Chemie und Pflanzenbiologie durchgeführt. Federführend war dabei Marlene Pühringer, PhD-Studentin in der Arbeitsgruppe von Evelyn Rampler und Erstautorin der Publikation. Bei der automatisierten Datenanalyse wurde das Forschungsteam zudem von der Universität Graz unterstützt.
Quelle
Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden (HTWD) (07/2025)
Publikation
Automated mass spectrometry-based profiling of multi-glycosylated glycosyl inositol phospho ceramides (GIPC) reveals specific series GIPC rearrangements during barley grain development and heat stress response
Marlene Pühringer, Nina Thür, Madeleine Schnurer, Leonida M. Lamp, Lisa Panzenboeck, Jürgen Hartler, Andrea Tanzer, Verena Ibl, Evelyn Rampler
https://doi.org/10.1111/tpj.70279