NMR-basierte Mikroanalyse des Metabolitenprofils von Pflanzenzellen

Lasergestützte Mikrodissektionsverfahren wurden erst in jüngster Zeit in verschiedenen Disziplinen der Pflanzenforschung eingeführt, darunter die Mikroanalyse von Metabolitenprofilen (Hölscher and Schneider, 2008, Prog. Bot. 69, 141-167; Moco et al., 2009, J. Proteome Res. 8, 1694-1703). Wir haben Analysemethoden für laser-mikrodissezierte Proben mittels NMR-Spektroskopie und Massenspektrometrie entwickelt. So konnten wir z.B. zellspezifische metabolische Profile bestimmter Zellen aus der Rinde der Gemeinen Fichte (Picea abies) bestimmen (Li et al., 2007, Planta 225, 771–779). Gleichzeitig wurden Laser-Mikrodissektions- und NMR-Analysen von Sekretionsräumen in frischen Blättern und Herbariumsproben von Dilatris Pflanzen (Haemodoraceae) (Hölscher and Schneider, 2007, Planta 225, 767–770) publiziert. In beiden Studien wurden die geernteten Zellen in ein NMR-Röhrchen überführt und 1D- und 2D-NMR-Spektren wurden mit einem cryogen gekühlten Probenkopf gemessen. Die Struktur der wichtigsten Stoffwechselprodukte wurde identifiziert, indem die NMR-Spektren der Zellextrakte mit denen von authentischen Referenzverbindungen verglichen wurden. Es wurden nicht nur die Strukturen der Hauptmetabolite qualitativ bestimmt, sondern auch deren Konzentration in Sklerenchymzellen und benachbarten Zellen von Picea abies gemessen. Über andere Beispiele für die Kombination von Laser-Mikrodissektion und spektroskopische Analysen wurde berichtet (Hölscher et al., 2009, Plant J. 60, 907-918), weitere Projekte sind in Bearbeitung.