Bescherming tegen breuken
DNA-beschadigingen vinden om de haverklap plaats. Nieuw onderzoek van Chinese onderzoekers in Science Advances laat zien dat ABA, een stress hormoon, planten stimuleert om DNA-breuken op te sporen.
Organismen doen er alles aan om beschadigingen aan hun DNA te voorkomen en anders zo snel mogelijk te repareren. Lukt dat niet dan bevelen ze de cel om te sterven, zodat fouten niet doorgegeven worden. Tegelijkertijd gebruiken onderzoekers DNA-beschadigingen om nieuwe eigenschappen in een organisme te krijgen. Om dit efficiënter te doen helpt het om te weten hoe organismen met DNA-schade omgaan.
Er waren suggesties dat het stress hormoon ABA in planten ook wel eens betrokken kon zijn bij het beter bestand zijn tegen DNA-beschadiging. De onderzoekers besloten dit verder uit te pluizen. Als eerste keken de onderzoekers naar celdood als gevolg van blootstelling aan DNA-beschadigende stoffen. Het bleek dat wanneer de onderzoekers de planten extra ABA gaven tijdens de blootstelling er minder cellen doodgingen.
Maar regelt ABA dit? Om dat te beantwoorden bestudeerde de onderzoekers het effect van de afwezigheid van eiwitregulator SnRK2. SnRK2 reguleert eiwitten namens ABA. Was SnRK2 afwezig wanneer de onderzoekers de plant aan DNA-beschadigde stoffen blootstelde, dan gingen er net zo veel cellen dood in de aanwezigheid van ABA als in de afwezigheid van ABA.
ABA vertelt via SnRK2 en CLC2 breuken opspoorder ADA2b om extra alert te zijn
Om uit te zoeken welk eiwit SnRK2 in dit geval reguleert gebruikte de onderzoekers SnRK2 als lokaas. Zo ontdekte de onderzoekers dat het eiwit CLC2 aan SnRK2 bindt. Vervolgens zoomde de onderzoekers in op wat er gebeurt in de cel met deze twee eiwitten na blootstelling aan DNA-beschadigende stoffen. Onder normale omstandigheden zit CLC2 bij de membranen in de cel. Maar na blootstelling van DNA-beschadigende stoffen verplaatst CLC2 zich naar de nucleus. Maar alleen als SnRK2 CLC2 kan vertellen dat het tijd is om naar de nucleus te gaan.
De vraag was nu alleen wat doet CLC2 in de nucleus om DNA-beschadigingen te voorkomen? Daarom gingen de onderzoekers na met welke eiwitten CLC2 samenwerkt. Dit bleek ADA2b te zijn, een eiwit waarvan bekend is dat het helpt met het lokaliseren van dubbele DNA-breuken, zodat de plant deze kan repareren. In planten die geen CLC2 of SnRK2 hebben bleek ADA2b meer moeite te hebben met het vinden van de dubbele DNA-breuken.
Hoe precies CLC2 ABA2b helpt met het vinden van dubbele DNA-breuken hebben de onderzoekers nog niet kunnen achterhalen. Maar duidelijk is dat ABA helpt met het vinden van deze breuken. Dit kan onderzoekers helpen om planten beter mutagenese behandelingen te doorstaan. Maar misschien ook wel om gene-editing effectiever te maken.
Literatuur
Jieming Jiang et al., Abscisic acid enhances DNA damage response through the nuclear shuttling of clathrin light chain 2 in plant cells.Sci. Adv.11, eadt2842 (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adt2842
Plant en Zo 