Nieuws

Weten hoe een vormeloze klomp cellen een plant wordt

Gepubliceerd op
20 mei 2014

Een bevruchte plantencel deelt tot twee, vier, acht, zestien en steeds meer identieke cellen. Wageningse biochemici hebben nu ontdekt dat er verschillen zitten in die prille, eenvormige klomp cellen waardoor uiteindelijk wortels, bladeren of bloemen ontstaan. “Dit is een eerste fundamentele stap richting het eventueel kunnen sturen van de ontwikkeling van planten”, zegt professor Dolf Weijers, hoogleraar Biochemie van de plantontwikkeling van Wageningen University.

“Normaal gesproken deelt een cel in twee identieke dochters, door langs de kortste weg door de cel een nieuwe celwand te vormen”, vertelt Weijers. “Dat principe werd al aan het eind van de negentiende eeuw beschreven. Maar als je dat principe eindeloos zou voortzetten, dan zou een delende plantencel uiteindelijk een soort kluwen zeepbellen vormen. Wij hebben nu ontdekt dat het plantenhormoon auxine ervoor zorgt dat cellen zich op een gegeven moment aan die basisregel onttrekken en twee verschillende dochters kunnen maken uit één cel.”

Meten en beschrijven delende cellen

Weijers en collega’s konden hun ontdekking doen dankzij verbeterde microscopische technieken. “Daardoor waren we in staat om in 3D naar delende cellen te kijken. We werden ook geholpen door rekenmodellen, die ons in staat stellen om delende cellen te meten en te beschrijven, en zodoende te zien of cellen wel of niet langs de kortste weg delen.”

Van twee- naar driedimensionaal onderzoek

Het werk van Weijers en collega’s was feitelijk een voortzetting van eerder tweedimensionaal onderzoek, waar ook de Wageningse ontwikkelingsbioloog professor Ben Scheres bij was betrokken. Scheres: “Begin jaren negentig onderzochten wij, samen met andere groepen, al in twee dimensies hoe een plantenembryo deelt. Het is een geweldige stap voorwaarts dat collega Weijers dit nu ook op een esthetisch prachtige manier in drie dimensies heeft aangetoond.”

Meer of minder hout?

Beide onderzoekers benadrukken dat dit werk vooral een belangrijke stap is voor de fundamentele wetenschap. Scheres: “Het is een cruciale stap op weg naar begrip van de differentiatie van plantencellen. Nu we weten dat auxine een hoofdrol speelt bij het regelen van een asymetrische celdeling, zullen we verder moeten zoeken naar de volgende stappen. We wisten al, heel empirisch, dat je op basis van synthetisch auxine stekpoeder kunt produceren, waarmee je de wortelvorming van plantenscheuten kunt stimuleren. Maar met deze publicatie wordt een veel fundamenteler stap gezet, op weg naar écht wetenschappelijk begrip van de deling en differentiatie van cellen.”

“Uiteindelijk zal dit werk ook kunnen leiden tot toegepast onderzoek”, denkt Weijers. “Als je ooit zou willen sturen in, ik noem maar wat, de hoeveelheid transportvaten in een plant, dan zou je ook de houtigheid van een gewas kunnen sturen. Afhankelijk van je interesse, of je een meubelmaker bent of een producent van biodiesel, zou je dan kunnen laten werken aan een plant die meer of juist minder hout produceert.”

Nu is de doorbraak vooral een stap voorwaarts in de fundamentele wetenschap. Veredelaars en andere toegepaste collegae moeten nog even geduld hebben. Wetenschappers, zoals van Wageningen UR, zullen de nieuwe kennis oppakken voor fundamenteel onderzoek en onderzoek dat al wel meer richting innovaties gaat.