Persbericht

Hormoon maakt delende plantencel ongehoorzaam

Gepubliceerd op
27 maart 2014

De celdeling in een plant verloopt volgens een wetmatig patroon; een regel die reeds in de 19e eeuw werd gepostuleerd en daarna in het tweedimensionale vlak uitgebreid is getest. In een artikel in het toptijdschrift Developmental Cell van 27 maart laten onderzoekers van Wageningen University zien dat deze regel ook in 3D opgaat. Echter, het plantenhormoon auxine overtreedt vervolgens die wet en stuurt zo de groei tot de georganiseerde planten zoals we die kennen.

Regel van Leo Errera

Planten groeien doordat cellen zich delen. Sinds de uitvinding van de microscoop hebben biologen die delingspatronen van cellen bekeken. In de tweede helft van de 19e eeuw inspireerden deze patronen tot de formulering van simpele ‘regels’ die de celdelingspatronen konden verklaren. Een beroemde regel is die van Leo Errera die in 1888 stelde dat plantencellen delen als zeepbellen. Ze kiezen de kortste weg door het midden van de cel om een scheidingswand te plaatsen. Zo bepaalt de vorm van de cel (de geometrie) het nieuwe delingsvlak.

Celdeling bekeken in 3D

Hoewel dit soort regels veel wordt toegepast in bijvoorbeeld simulatiemodellen voor de plantengroei zijn deze tot op heden enkel getoetst in de twee dimensies die het platte vlak vormen. In een studie aan het Laboratorium voor Biochemie heeft de Wageningse onderzoeker prof. Dolf Weijers met zijn team piepjonge plantenembryo’s in zaad nauwkeurig in drie dimensies in kaart gebracht. Ze verfijnden daartoe een bestaande 3D-methode om plantenembryo’s in beeld te brengen. Door vervolgens simulatiemodellen te ontwikkelen, kon precies gestaafd worden of cellen volgens het ‘kortste-wand’-principe delen of niet.

Afwijking van de regel door hormoon auxine

Een embryo waarbij aan de bovenkant al de aanleg van de twee kiemblaadjes te zien is. Cellen zijn gekleurd volgens een kleurschaal waarbij grote volumes rood zijn en kleine volumes blauw.

“Inderdaad voldoen sommige delingen exact aan deze standaardregel”, vertelt Dolf Weijers, “Maar andere delingen doen dat niet!” De onderzoekers vonden dat de celdelingen die van de standaardregel afwijken altijd leiden tot twee verschillende soorten cellen. “Dan is er sprake van een asymmetrische deling”, licht prof. Weijers toe. “Maar tot onze verrassing bleken juist deze delingen gestuurd te worden door een plantenhormoon, het auxine-hormoon.” Wanneer de onderzoekers de activiteit van dit hormoon uitschakelden, deelden plotseling alle cellen volgens de standaardregel. Hieruit concludeert het onderzoeksteam dat het hormoon auxine de cellen in staat stelt om de standaardregel te negeren.

Ontdekking 'ongehoorzaamheid' bruikbaar in plantenveredeling

Deze bevindingen plaatsen de functie van het belangrijke hormoon auxine in de plantenontwikkeling in een nieuw daglicht. “De grote vraag is nu hoe het hormoon de cel precies ongehoorzaam maakt”, aldus Weijers. “En hoewel het antwoord op deze vraag nog niet gegeven is, waren we nooit op het idee gekomen deze vraag zo te stellen”.

Het sturen van celdelingsrichting is een belangrijke eerste stap bij de aanleg van nieuwe organen in planten, en met kennis over hoe dit wordt aangestuurd hopen de onderzoekers nieuwe strategieën te ontwikkelen om plantengroei te bevorderen.