Rem op de huidmondjes
Planten passen hun groei aan op hun omgeving. Zo heeft een blad dat groeit onder hogere CO2 concentraties minder huidmondjes. Zweedse onderzoekers laten in Plant, Cell & Environment zien hoe de plant dit reguleert.
De onderzoekers begonnen hun onderzoek met de vraag hoe de omgeving groei van bladeren beïnvloed. Hiervoor gebruikte ze een plant zonder CDK8. CDK8 is een eiwit die gen aan/uitzetters reguleert. Planten zonder CDK8 zijn nog al klein. Maar bleken bij metingen ook water minder efficiënt te gebruiken. Een eigenschap die de onderzoekers naar de huidmondjes van de CDK8 loze planten deed kijken.
Een plant ‘ademt’ namelijk CO2 in en water uit met behulp van z’n huidmondjes, poriën, die zich aan de onderkant van een blad bevinden. Een plant kan dit reguleren door huidmondjes langer of korter open te houden. Maar daarin bleken CDK8 loze planten niet af te wijken van planten met CDK8. Beide sloten hun huidmondjes bij uitdroging en hoge CO2 concentraties.
CDK8 begrenst hoeveel huidmondjes er ontwikkelen
Vervolgens bestudeerde de onderzoekers hoeveel huidmondjes CDK8 loze planten hadden. Dit bleken er in verhouding veel meer te zijn dan planten met CDK8. Wat het water verlies verklaarde. Om uit te vinden hoe CDK8 het aantal huidmondjes beïnvloede bestudeerde de onderzoekers de genen die aan en uitstonden in planten met en zonder CDK8.
Inzoomend op de genen die een rol spelen bij de ontwikkeling van huidmondjes, troffen de onderzoekers de gen aan/uitzetter SPEACHLESS en genen die SPEACHLESS aanzet aan. SPEACHLESS reguleert of een blad-cel zich ontwikkeld tot een huidmondje. Bij aanwezigheid van SPEACHLESS ontwikkelt de cel zich tot een meristemoid moedercel, die op haar buurt asymmetrisch deelt. De kleinste dochtercel, ook wel meristemoid cel genoemd, ondergaat nog een enkele symmetrische deling, haar dochter cellen vormen de twee helften van een huidmondje.
De vraag was nu of CDK8 direct SPEACHLESS beïnvloed? Het eerste wat de onderzoekers na gingen of deze twee eiwitten aan elkaar konden binden. Dit bleken ze te doen. Maar niet alleen dat. Bond CDK8 namelijk aan SPEACHLESS dan plakte het ook een label aan SPEACHLESS, om het te markeren voor afbraak.
CDK8 houdt zo de hoeveelheid SPEACHLESS in bedwang. Het begrenst zo de hoeveelheid huidmondjes. Maar is CDK8 afwezig, dan gaat de rem van SPEACHLESS, met meer huidmondjes als gevolg.
Literatuur
Hermida-Carrera, C., Vergara, A., Cervela-Cardona, L., Jin, X., Björklund, S. & Strand, Å. (2024) CDK8 of the mediator kinase module connects leaf development to the establishment of correct stomata patterning by regulating the levels of the transcription factor SPEECHLESS (SPCH). Plant, Cell & Environment, 1–15. https://doi.org/10.1111/pce.15102
Deel dit
Plant en Zo 