Beeld: WUR
Onderzoekers van de Wageningen Universiteit hebben een fundamentele vraag beantwoord over de groei van planten: hoe weten plantencellen in welke richting ze moeten delen? “Voor het eerst begrijpen we hoe het mechanisme kan werken,” zegt ontwikkelingsbioloog Ben Scheres, die het onderzoeksteam leidt. De ontdekking kan toegepast worden bij het verbeteren van plantenweefsels in gewassen, bijvoorbeeld door ze beter bestand te maken tegen droogte.
Het mysterie van de plantencel
Plantencellen zijn gerangschikt in een bepaald patroon, en iedere cel deelt zijn celwanden met de cellen ernaast. Die structuur wordt bepaald door de deelrichting van de cellen. In alle groeipunten van planten, de plekken waar de stengels en bladeren tevoorschijn komen, en ook in het vroege embryo van de plant, verlopen celdelingen in bepaalde richtingen. Wetenschappers proberen al meer dan een eeuw te ontrafelen hoe de cellen ‘weten’ in welke richting ze moeten delen.
Microtubuli
Voorheen bestonden er al meetkundige regels die de delingsrichting van de cellen konden voorspellen. Dankzij de onderzoekers van de Wageningen Universiteit zijn die regels voor het eerst gekoppeld aan moleculaire processen in de cel. Hoofdrolspelers zijn de microtubuli, eiwitpolymeren die een deel van het celskelet vormen en een belangrijke rol spelen bij de celdeling. Promovendus Bandan Chakrabortty ontdekte door middel van geavanceerde computersimulaties dat de spontane ordening van de microtubuli sterk afhangt van de vorm van de cellen. Hij combineerde deze spontane ordening met twee regels die rekening houden met de invloed van het plantengroeihormoon auxine en de invloed van het CLASP eiwit dat microtubuli helpt scherpe bochten te nemen. Hiermee toont hij aan dat de delingspatronen van het vroege embryo het gevolg zijn van moleculaire interacties in de cellen.
Bescherming tegen droogte
Met deze nieuwe kennis over de celdelingsrichting van planten zouden onderzoekers manieren kunnen ontwikkelen om de rangschikking van de cellen in planten aan te passen. Zulke modificaties zouden van invloed kunnen zijn op bijvoorbeeld de opname van voedingsstoffen en de tolerantie tegen droogte.
Bron: Wagening University & Research