Tannine sind in den meisten Gefäßpflanzen vorhanden und erfüllen verschiedene Funktionen. Sie bieten Abwehr gegen Pflanzenfresser und Krankheitserreger sowie Schutz vor UV-Strahlung. Diese sekundären Metaboliten sind Polymere von Catechinen, die zur großen Familie der Flavonoide gehören. Subzelluläre Saccharosegradientenfraktionierung, Molekularbiologie und immunzytochemische Ansätze legen nahe, dass Flavonoide durch einen multienzymatischen Komplex synthetisiert werden, der lose an die zytosolische Seite des endoplasmatischen Retikulums gebunden ist. Es wurden jedoch keine ultrastrukturellen und morphologischen Untersuchungen zur Ontogenese von intrazellulären Tannin-bildenden Elementen in Landpflanzen durchgeführt.
Ein neues Papier in Annals of Botany (frei zugänglich) beschreibt eine detaillierte ultrastrukturelle und morphologische Untersuchung der möglichen Beteiligung von Chloroplasten an der Bildung gerbstoffbildender Strukturen in Gefäßpflanzen. Dies führte zur Entdeckung eines neuen, von Chloroplasten abgeleiteten Organells, des Tannosoms. Diese Strukturen werden durch Perlen der Thylakoide zu 30-nm-Kugeln gebildet, die dann in einem Tannosomen-Shuttle eingekapselt werden, das durch Knospen aus dem Chloroplasten gebildet und durch eine Membran gebunden wird, die aus der Fusion beider Chloroplastenhüllen resultiert. Das Shuttle befördert zahlreiche Tannosome durch das Zytoplasma zur Vakuole, in die es dann durch Invagination des Tonoplasten eingebaut wird. Schließlich aggregieren Shuttles, die von einem Teil des Tonoplasten gebunden sind, zu Tannin-Akkretionen, die in der Vakuole gespeichert werden. Die Polymerisation von Tanninen findet innerhalb des Tannosoms statt, unabhängig davon, welches Kompartiment durchquert wird. Die gesamte beschriebene Abfolge von Ereignissen tritt in allen untersuchten Gefäßpflanzen auf.
Das Tannosom ist ein Organell, das kondensierte Tannine in den Chlorophyllorganen von Tracheophyta bildet. (2013) Annals of Botany doi: 10.1093/aob/mct168
Kondensierte Tannine (auch Proanthocyanidine genannt) sind weit verbreitete Polymere von Catechinen und für die Abwehrmechanismen von Gefäßpflanzen (Tracheophyta) unerlässlich. Zahlreiche Beweise sprechen für die Synthese von monomerem Epicatechin auf der zytosolischen Seite des endoplasmatischen Retikulums und seinen Transport zur Vakuole, obwohl der Ort seiner Polymerisation zu Tanninen noch aufgeklärt werden muss. Ziel der Studie war es, den zellulären Rahmen der Tanninpolymerisation bei verschiedenen Vertretern der Tracheophyta erneut zu untersuchen. Lichtmikroskopische Epifluoreszenz, konfokale Mikroskopie, Transmissionselektronenmikroskopie (TEM), chemische Analyse von Tanninen nach Zellfraktionierung und Immunzytochemie wurden als unabhängige Methoden an tanninreichen Proben aus verschiedenen Organen von Cycadophyta, Ginkgophyta, Equisetophyta, Pteridophyta, Coniferophyta und Magnoliophyta verwendet. Die Gewebe wurden in einer Koffein-Glutaraldehyd-Mischung fixiert und mittels TEM untersucht. Andere frische Proben wurden mit primären Antikörpern gegen Proteine sowohl aus Chloroplasthüllen als auch gegen ein thylakoidales Chlorophyll-tragendes Protein inkubiert; Sie wurden auch mit Gelatine-Oregon Green, einem fluoreszierenden Marker für kondensierte Tannine, inkubiert. Gekoppelte Spektralanalysen von Chlorophyll und Tanninen wurden durch konfokale Mikroskopie an frischem Gewebe und tanninreichen Ablagerungen durchgeführt, die durch Zellfraktionierung erhalten wurden; An den Ablagerungen wurden auch chemische Analysen von Tanninen und Chlorophyllen durchgeführt. Das Vorhandensein der drei verschiedenen Chloroplastenmembranen in vakuolären Ablagerungen, die die typische Form der Tanninspeicherung in Gefäßpflanzen darstellen, wurde in frischem Gewebe sowie in gereinigten Organellen unter Verwendung mehrerer unabhängiger Methoden nachgewiesen. Tannine werden in einem neuen, von Chloroplasten abgeleiteten Organell, dem Tannosom, polymerisiert. Diese werden durch Perlenbildung der Thylakoide zu 30-nm-Kugeln gebildet, die dann in einem Tannosomen-Shuttle eingekapselt werden, das durch Knospen aus dem Chloroplasten gebildet und durch eine Membran gebunden wird, die aus der Fusion beider Chloroplastenhüllen resultiert. Das Shuttle befördert zahlreiche Tannosome durch das Zytoplasma zur Vakuole, in die es dann durch Invagination des Tonoplasten eingebaut wird. Schließlich aggregieren Shuttles, die von einem Teil des Tonoplasten gebunden sind, zu Tannin-Akkretionen, die in der Vakuole gespeichert werden. Die Polymerisation von Tanninen findet innerhalb des Tannosoms statt, unabhängig davon, welches Kompartiment durchquert wird. Eine vollständige Abfolge von Ereignissen, die offensichtlich in allen untersuchten Tracheophyta gültig sind, wird beschrieben.
Redaktioneller Kommentar:
Es ist nicht ungewöhnlich für Annals of Botany bahnbrechende Forschungsergebnisse von grundlegender Bedeutung wie dieses Papier zu veröffentlichen. Und es ist nicht verwunderlich, dass sich eingeweihte Autoren dafür entscheiden, qualitativ hochwertige pflanzenwissenschaftliche Forschungsergebnisse in Fachzeitschriften wie z Annalen und nicht in trendigen wissenschaftlichen Sammelzeitschriften, in denen Ergebnisse dieser Bedeutung in der übermäßigen Konzentration auf die medizinische Forschung verloren gehen. Es ist nur überraschend, dass es für manche Menschen überraschend kommt. Das tun wir seit 126 Jahren.
