Celdelingen regisseren
Meercellige organisme komen in grote verscheidenheid voor. Dat danken ze aan hetzelfde eiwit: RHO GTPase. Deze eiwitten geven een cel polariteit. Nu laat een team van Oostenrijkse onderzoekers in Current Biology zien hoe de plant specifieke RHO GTPase, ROP, nodig zijn voor zowel de polariteit als de oriëntatie van celdelingen.
Zonder invloed op de polariteit en oriëntatie van celdelingen kunnen er enkel meercellige blobs bestaan. De verscheidenheid aan meercellige organismen laat zien dat die invloed er weldegelijk is. Een van de eiwitten die dit in planten beïnvloed zijn ROPs. Maar het is lastig te onderzoeken hoever de invloed van ROPs strekt, veel planten hebben er namelijk meerdere ROPs die elkaars functie gedeeltelijk overnemen mocht er een uitvallen. Daarom richtte de onderzoekers zicht tot de levermos Marchantia polymorpha, die heeft maar een ROP.
Bij bestudering van levermossen zonder ROP zagen de onderzoekers verschillende misvormde organen. Zo hadden bijvoorbeeld de luchtzakjes geen overkapping. Vervolgens analyseerde de onderzoekers de precieze locatie van ROP gedurende de ontwikkeling van deze luchtzakjes.
Door simpel cellen van polariteit te voorzien beïnvloed ROP de uiteindelijke vorm van het organisme
Hierbij zagen ze dat ROP zich op het celmembraan verzamelde aan de kant van de toekomstige dochtercel. Ook was ROP aanwezig daar waar de nieuwe celwand ontstaat. Op deze manier lijkt ROP ervoor te zorgen dat celdelingen in een bepaalde richting en (a)symmetrie plaats vinden. Hierdoor is het mogelijk om een op een tent lijkende structuur te vormen, de luchtzakjes.
Bij afwezigheid van ROP, zo zagen de onderzoekers, lukt het de plant niet om het dak van de tent te vormen. Bij bestudering van de celdelingen viel het de onderzoekers op dat de cellen geen asymmetrische celdelingen maakte. Hierdoor lukte het niet om asymmetrisch zijwaarts te delen, iets wat nodig is voor het vormen van een dak.
Op deze manier kan ook een enkele ROP dus door simpel cellen van polariteit te voorzien de uiteindelijke vorm het organisme beïnvloeden. Meerder ROPs kunnen de vorm van cellen en de uiteindelijke vorm nog preciezer beïnvloeden. En mocht er een uitvallen, zo ook voorkomen dat de uiteindelijke vorm te ver afwijkt van de beoogde vorm.
Literatuur
Mulvey, Hugh et al. (2023) RHO GTPase of plants regulates polarized cell growth and cell division orientation during morphogenesis. Current Biology, 33 (14), 2897 – 2911.e6 https://doi.org/10.1016/j.cub.2023.06.015
Plant en Zo 