Dubbele rem
De eerste ingeving van ontkiemende zaailingen wanneer ze zout waarnemen is om op de rem te trappen. Nu laten onderzoekers uit Schotland en Italië zien in the New Phytologist hoe het eiwit HDC1 reguleert hoe ver de plant de rem indrukt.
Om er voor te zorgen dat stressgenen niet zomaar aangaan, zijn ze voorzien van markeringen die ze onleesbaar maken. Bij stress halen HDAC eiwit complexen deze eraf. Een door de onderzoekers eerder ontdekt onderdeel van dit complex is HDC1. Maar hoe HDC1 de stressgenen weer leesbaar maakte was nog onbekend. Daar wilde de onderzoekers verandering in brengen.
De eerste prioriteit van de onderzoekers was uitvinden welke stressgenen HDC1 reguleert. Met behulp van het sequensen van RNA lieten de onderzoekers zien dat 3 uur na blootstelling aan zout er al behoorlijk wat genen aan en uitgezet zijn. Daarnaast bekeken ze met behulp van ChIP-Seq aan welk genen HDC1 na zout stress bindt. Dit leverde 4 genen op ABI3, LEA, MAF5, en RAB18. Staan ABI3 en LEA aan dan houden ze de ontkieming en groei van zaailingen tegen
HDC1 reguleert nauwkeurig welke mate van ‘paniek’ er nodig is
Vervolgens bestudeerde de onderzoekers welke markeringen HDC1 bij zoutstress veranderd. Hiervoor gebruikte ze planten met en zonder HDC1. Zonder stress zagen de onderzoekers geen verschil in de markeringen tussen planten met en zonder HDC1. Maar in planten zonder HDC1 waren gedurende zoutstress ABI3, LEA, MAF5, en RAB18 meer met acetyl-markeringen, maar minder met methyl-markeringen gemarkeerd. Samen zorgen deze markeringen ervoor dat ABI3, LEA, MAF5, en RAB18 aanstaan, en de groei stopt.
Voor de methyl-markeringen was samenwerking met histone H1 nodig. Bij afwezigheid van dit eiwit waren ABI3, LEA, MAF5, en RAB18 bij zoutstress minder met methyl-markeringen gemarkeerd. Dit beïnvloede alleen de methyl-markeringen niet de acetyl-markeringen. Doordat alleen de methyl-markeringen veranderen gaan ABI3, LEA, MAF5, en RAB18 maar een beetje aan, de groei gaat langzamer.
Doordat HDC1 zowel de methyl- als acetyl-markeringen kan aanpassen, hanteert het eiwit een dubbele rem. Hiermee kan HDC1 nauwkeurig reguleren welke mate van ‘paniek’ er nodig is. Zo kan de plant voorkomen dat het in een situatie terecht komt waar het niet uit kan komen. In het geval van zoutstress bij ontkieming bestaat er immers de mogelijkheid dat met iets meer groei de wortel in een zoutvrije omgeving komt.
Literatuur
Perrella, G., Fasano, C., Donald, N.A., Daddiego, L., Fang, W., Martignago, D., Carr, C., Conti, L., Herzyk, P. and Amtmann, A. (2023), Histone Deacetylase Complex 1 and histone 1 epigenetically moderate stress responsiveness of Arabidopsis thaliana seedlings. New Phytol. https://doi.org/10.1111/nph.19165
Plant en Zo 