Dempende effecten van nachtelijke kou
Gedurende de dag reageren planten sterk op kou. Terwijl nachtelijke kou maar een milde reactie teweeg brengt. Nu laten onderzoekers van de Universiteit van Glasgow in de New Phytologist zien hoe alternatieve splicing van REVEILLE2 het effect van nachtelijke kou dempt.
De biologische klok reguleert veel aspecten van de ontwikkeling van de plant. Inclusief zijn reactie op kou. De klok genen CCA1 en LHY hebben een centrale rol hierin. Ze zijn onderdeel van een familie van DNA-bindende MYB-domein bevattende genen. Dit MYB-domein is cruciaal voor hun functie. Zoals het activeren van CBFs, kou-reactie genen, bij waarneming van kou gedurende de dag. Maar wat er gebeurt bij het aanbreken van de nacht was tot nu toe onbekend.
De onderzoekers besloten dit uit te zoeken. Hiervoor gebruikten ze transcriptie-specifieke RNA-seq analyse, om zo niet alleen genen te identificeren waarbij de expressie veranderd bij nachtelijke kou. Maar om ook de genen te identificeren wiens splice varianten veranderen als reactie op de kou. Bij het omzetten van een gen in een eiwit kan er variatie zijn in welke stukjes van het gen gebruikt worden. De variaties die zo ontstaan worden splice varianten van dat gen genoemd. De onderzoekers vonden dat 20 minuten na het begin van de nachtelijke kou twee genen wiens splice varianten veranderde. Een van de genen kwam nauwelijks tot expressie. Maar het tweede gen was prominent aanwezig. Iets dat de interesse van de onderzoekers wekte. Dit gen was REVEILLE2, afgekort RVE2.
RVE2 zegt tegen de rest van de plant: relax, deze kou is maar tijdelijk
RVE2 is afkomstig van de zelfde genen family als CCA1 en LHY. En de onderzoekers zagen dat wanneer het warm was de voorkeur uitging naar een RVE2 variant zonder MYB-domein. Maar dat zodra de temperatuur daalde, een ander variant de overhand kreeg, eentje met MYB-domein.
Vervolgens onderzochten de onderzoekers het effect van de MYB-domein bevattende variant. Hiervoor gebruikte ze planten die het MYB-domein bevattende variant niet konden maken. Met behulp van een biologische klok biosensor gen, zagen de onderzoeker dat in een warme omgeving de dag voor deze planten een halfuur langer duurde. In de kou was dit zelfs een heel uur langer. Hiermee laten de onderzoekers zien dat de reactie op nachtelijke kou is geïntegreerd in de biologische klok. Daarnaast zagen de onderzoekers dat in tegenstelling tot CCA1 en LHY, RVE2 de expressie van CBFs dempt.
Alsof RVE2 tegen de rest van de plant zegt: relax, deze kou is maar tijdelijk, het wordt snel weer light en warm. Hiermee laten de onderzoekers zien hoe RVE2 normale nachtelijke kou in z’n systeem integreert. Zo de fundering leggend voor toekomstig onderzoek naar hoe de plant normale seizoen gerelateerde temperatuurschommelingen in zijn leven inpast.
Literatuur
James, A.B., Sharples, C., Laird, J., Armstrong, E.M., Guo, W., Tzioutziou, N., Zhang, R., Brown, J.W.S., Nimmo, H.G. and Jones, M.A. (2023), REVEILLE2 thermosensitive splicing: a molecular basis for the integration of nocturnal temperature information by the Arabidopsis circadian clock. New Phytol. https://doi.org/10.1111/nph.19339
Plant en Zo 