Plant & zo
Plantenwetenschap en meer
Verlies van druk
De epidermis, de buitenste cellaag van een plant, beschermt de plant tegen de buitenwereld. Deze cellen danken hun functie aan hun locatie in de plant. Alle cellen in de buitenste cellaag zijn gedoemd om epidermis te worden. Hoe deze cellen hun positie herkennen was tot nu toe in het ongewisse. Nu hebben Japanse, Finse en Duitse onderzoekers ontdekt dat de hoeveelheid druk die een cel ervaart bepaald of ze het epidermis master gen ATML1 aanzetten.
ATML1 is een transcriptie factor, een gen aanzetter, die de genen aanzet die nodig zijn voor de cel om zich te ontwikkelen tot een epidermiscel. In alle epidermiscellen staat AMTL1 aan, maar in de onderliggende bladmoescellen niet. Wat ervoor zorgt dat AMTL1 aangaat in deze buitenste cellaag was onbekend.
Om dit te onderzoeken besloten de onderzoekers te kijken naar ATML1 expressie nadat ze een nieuwe buitenste laag hadden gemaakt door het verwijderen van de epidermis van een blad. Hierbij zagen ze dat in aan de buitenlucht blootgestelde bladmoescellen ATML1 aan ging. Maar alleen in die cellen. Cellen in een laag eronder zette ATML1 niet aan.
ATML1 ging alleen aan in epidermisloze bladeren in een lage osmolariteit
Het viel de onderzoekers op dat de blootgestelde bladmoescellen uit het blad staken. Dit gaf ze het idee om te kijken of het verschil in druk een rol speelt in het aanzetten van ATML1. Dit deden ze door een epidermisloos blad kunstmatige onder druk te zetten door het tussen twee glasplaatjes te plaatsen. Kijkend naar het effect op de ATML1 expressie zagen de onderzoekers dat in bladmoescellen die een kunstmatige epidermis hadden geen ATML1 aanzette. Was de kunstmatige epidermis afwezig dan ging ATML1 aan in de epidermisloze bladmoescellen.
Vervolgens bevestigde de onderzoekers dat het inderdaad het drukverschil was die voor het aanzetten van ATML1 zorgt. Bestudeerde de onderzoekers wat er gebeurt bij het plaatsen van de epidermisloze bladeren in vloeistoffen met verschillende osmolariteit. Cellen in een oplossing van hoge osmolariteit kunnen een drukverschil niet voelen, maar cellen in een oplossing van een lage osmolariteit wel. De onderzoekers zagen dat ATML1 alleen aan ging in epidermisloze bladeren in een vloeistof met een lage osmolariteit lagen.
Het registeren van een verlies van druk op de bladmoescellen resulteert dus in het aanzetten van ATML1. Maar hoe de cel dit precies registreert is nog onduidelijk. De eerste stap in het ontrafelen hiervan is in ieder geval gezet.
Literatuur
Iida, H., Mähönen, A.P., Jürgens, G. et al. (2023) Epidermal injury-induced derepression of key regulator ATML1 in newly exposed cells elicits epidermis regeneration. Nature Communications 14, 1031. https://doi.org/10.1038/s41467-023-36731-6
Plant en Zo 