Balans houden bij onderdompeling

---

Balans houden bij onderdompeling

Planten hebben net als dieren en mensen zuurstof nodig om te overleven. Normaal gesproken geen probleem. Als bij product van fotosynthese is zuurstof ruim aanwezig. Maar is er een overstroming en staat de plant onderwater, kan er geen fotosynthese plaats vinden en is er een tekort aan zuurstof. Om zo’n onderdompeling toch te overleven schakelen planten over op zuurstofloos gebruik van energie. Minder efficiënt. Planten houden daarom een oogje op de beschikbare energie. Nu heeft een groep van Europese onderzoekers uitgezocht uit hoe planten deze informatie te gebruiken om de snelheid van zuurstofloos energie gebruik te reguleren

De belangrijkste regelaars van de omschakeling van een zuurstofrijk naar een zuurstofloos metabolisme zijn ERF-VIIs. Dit zijn gen aan/uitzetters. Is er veel zuurstof aanwezig dan zijn ERF-VIIs uitgeschakeld, alleen bij afwezigheid van zuurstof, door bijvoorbeeld een overstroming, mogen ERF-VIIs aan de slag.

Om te onderzoeken hoe ERF-VIIs reageren wanneer er een tekort aan energie is, verhongerde de onderzoekers planten voor het onderdompelen. Dit deden ze door de planten langer dan normaal in het donker te zetten. In niet verhongerde planten zagen de onderzoekers dat de ERF-VIIs hun werk enthousiast deden, ze schakelde snel de genen aan voor een zuurstofloos metabolisme. Maar dit gebeurde in veel mindere maten in de verhongerde planten.

---

TOR is nodig om de ERF-VIIs te laten weten hoeveel energie er is

---

De vraag was waarom. Om die te beantwoorden richtte de onderzoekers hun blik op de energie sensor TOR. Ze keken naar de activiteit van TOR in ondergedompelde verhongerde en niet verhongerde planten. In verhongerde planten bleek TOR niet zo veel te doen. In tegenstelling tot niet verhongerde planten waar TOR erg actief was. Maar ook dit bleek maar voor korte duur, hoe langer de onderdompeling, hoe inactiever TOR is.

Om er zeker van te zijn dat het TOR was die de ERF-VIIs minder actief liet zijn in de verhongerde planten bestudeerde de onderzoekers het effect van TOR op ERF-VIIs. De onderzoekers zagen dat in ondergedompelde planten zonder TOR ERF-VIIs hun werk niet deden.

TOR is nodig om de ERF-VIIs te laten weten dat er genoeg energie is om een zuurstofloos metabolisme aan de gang te houden. Hoe langer de onderdompeling van de plant, hoe rustiger TOR z’n werk doet. Om energie te besparen om te overleven.

Literatuur

Alicja B. Kunkowska, Fabrizia Fontana, Federico Betti, Raphael Soeur, Gerold J. M. Beckers, Christian Meyer, Geert De Jaeger, Daan A. Weits, Elena Loreti, Pierdomenico Perata (2023) Target of rapamycin signaling couples energy to oxygen sensing to modulate hypoxic gene expression in Arabidopsis. PNAS Vol. 120 e2212474120 https://doi.org/10.1073/pnas.2212474120