Drukkende deling
Hoe een cel deelt bepaalt hoe een plant eruit ziet. Een nieuwe studie in Developmental Cell laat zien dat de oriëntatie van microtubulen bepaald de oriëntatie van de celdeling.
Door hun celwand zitten plantencellen aan elkaar vast. Hoe een cel deelt bepaalt zo mede de vorm van een plant. Maar hoe de cel kiest om in de lengte of breedte te delen is niet helemaal bekend. Krijgt de cel verder geen info, dan hangt de oriëntatie van de deling af van de vorm van de cel. De langste zijde gaat door de helft. Instructies hoe te delen krijgt de cel in de vorm van eiwitten en hormonen. Maar die invloed lijkt niet groot genoeg. Daarom onderzochten de onderzoekers het effect van mechanische krachten op de celdeling.
Om dit te onderzoeken verwonde de onderzoekers wortels. De aan de wond grenzende cellen vullen die wond al snel op. Eerst dijen de cellen richting de wond uit. En vervolgens delen ze tegen het vast stramien in, in de lengte in plaats van in de breedte. Dit deden trouwens alleen de wond grenzende cellen aan de binnenkant van de wortel.
Met behulp van druk en tegendruk behouden cellen hun vorm
Vervolgens bestuderen de onderzoekers de oriëntatie van microtubulen tijdens celdelingen. Microtubulen zijn van eiwit gemaakte kabels die helpen de cel z’n vorm te behouden, een beetje zoals tentstokken. Wat hierbij opviel was de oriëntatie van deze kabels overeenkwam met hoe de cel vervolgens deelde. Zaten ze in de breedte, dan was de deling in de breedte, in de lengte dan deelde de cel door de lengte.
Wat opmerkelijk was dat in de wond grenzende cellen de microtubules vlak na de verwonding in zowel de breedte als de lengte zaten, maar na verloop van tijd zich volledig in de lengte heroriënteerde.
Om te onderzoeken wat de invloed van mechanische krachten hierop is creëerde de onderzoekers kunstmatig gebrek aan tegendruk. Ook in deze cellen zagen de onderzoekers een heroriëntatie van de microtubulen. Vergelijkbaar met de heroriëntatie van microtubulen in aan wond grenzende cellen.
Met behulp van druk en tegendruk houden cellen hun vorm. Mede doordat deze mechanische krachten bepalen hoe de microtubulen zich in de cel oriënteren. En dit op z’n beurt beïnvloed weer de oriëntatie van cel delingen.
Literatuur
Hoermayer, Lukas et al. (2024) Mechanical forces in plant tissue matrix orient cell divisions via microtubule stabilization. Developmental Cell, Volume 59, Issue 10, 1333 – 1344.e4, DOI: 10.1016/j.devcel.2024.03.009
Plant en Zo 