Each growth centre cell type its own complex

Each growth centre cell type its own complex

Plants regulate their cell divisions very strict. There are lots of proteins involved in this regulation. Now German and Dutch researchers show in EMBO reports the interaction of those proteins in root growth centre.

In plants cell divisions mainly take place in growth centres. These are located at the tips of the stems and roots. The cells in the middle divide extremely slowly, while the surrounding cells divide quicker. But as soon as the cells are pushed out of the growth centre cell division stops. The researchers decided to find out how a cell knows how fast it needs to divide.

The researchers studied the three main players, the gene regulators: WOX5, PLT3, and BRAVO. All three each independently affect cell divisions in the root growth centre. And for WOX5 and PLT3, and WOX5 and BRAVO it is also known that they can interact. But which specific cells in the growth centre those proteins exactly influence was not exactly clear.

WOX5, PLT3, and BRAVO work together to regulate cell divisions in the growth centre

To get a better view of this the researchers studied the abundance of each of the three proteins in the growth centre. They were present in all the different cells of the growth centre, but in different abundancies. For example, WOX5 has a big preference for the slowly dividing inner cells of the growth centre.

Subsequently the researchers analysed if the three proteins could interact with each other. Firstly, they checked if BRAVO and PLT3 could interact. Which they could, even more tightly than PLT3 to WOX5 or WOX5 to BRAVO. Then they tested if those three proteins could form a complex which indeed they could.

All the collected data the researchers then brought together in a model. From this it became clear that in the inner slowly dividing proteins, there the three main players mostly interacted with each other, although there is also lots of single WOX5.

Each cell type within the growth centre has its own composition of the three main players

In the cells that form the precursors for the root cells, there are also lots of complexes with the three main players. With in addition lots of single BRAVO proteins. At the other side, the cells that form the precursors for the root cap cells, they contain mainly complexes with WOX5 and PLT3. But there is also lost of single PLT3.

In this way each cell type of the growth centre has its own specific ratio and complex composition of the three main players that regulate the growth centre. In absence of one cell division in the whole growth centre is disturbed.

Literature

Vivien I Strotmann, Monica L García-Gómez, and Yvonne Stahl. (2025) Root stem cell homeostasis in Arabidopsis involves cell-type specific transcription factor complexes. EMBO reports https://doi.org/10.1038/s44319-025-00422-8

Thanks for reading.
If you like what you read, support me with on of the following actions

🍵 Buy me a tea

Follow me on LinkedIn or BlueSky
Share it with a friend or co-worker
Singing up to my newsletter so my next blog lands directly in your inbox

Elk groeikern celtypen z’n eigen complex

Elk groeikern celtypen z’n eigen complex

Planten reguleren hun celdelingen strikt. Er zijn dan ook veel eiwitten bij die regulering betrokken. Duitse en Nederlandse onderzoekers laten in EMBO reports zien hoe in de wortel groeikern de interactie van die eiwitten is.

Celdelingen in planten vinden voornamelijk in groeikernen plaats. Deze bevinden zich aan het uiteinde van stengels en wortels. De cellen midden in de groeikern delen het langzaamst, die daarom heen iets sneller. Maar zodra de cellen buiten de groeikern vallen stoppen ze met delen. De onderzoekers besloten uit te zoeken hoe een cel weet hoe snel deze moet delen.

Drie hoofdrolspelers bestudeerde de onderzoekers, de gen regulators: WOX5, PLT3, en BRAVO. Alle drie afzonderlijk hadden ze al laten zien dat ze de celdeling in wortel groeikernen beïnvloeden. En van WOX5 en PLT3, en van WOX5 en BRAVO was ook al aangetoond dat ze met elkaar konden samenwerken. Maar over welke cellen in de groeikern ze precies invloed hadden was niet helemaal duidelijk.

WOX5, PLT3, en BRAVO werken samen om de celdeling in de groeikern te reguleren

Om hier inzicht in te krijgen bestudeerde de onderzoekers de aanwezigheid van elk van de drie eiwitten in de groeikern. Allemaal waren ze aanwezig in de verschillende cellen van de groeikern, maar in verschillende hoeveelheden in de verschillende cellen. Zo vertoonde WOX5 bijvoorbeeld, een grote voorkeur voor de langzaam delende cellen midden in de groeikern.

Vervolgens bestudeerde de onderzoekers of de drie eiwitten allemaal met elkaar konden samenwerken. Als eerste testte de onderzoekers of BRAVO en PLT3 aan elkaar konden binden. Ze bonden zelfs nog sterker dat PLT aan WOX5 of WOX5 aan BRAVO. Hierna testte de onderzoekers of de eiwitten met z’n drieën een complex konden vormen. Ook dit bleek mogelijk.

De verzamelde informatie brachten de onderzoekers vervolgens samen in een model. Hieruit kwam naar voren dat voor de binnenste langzaam delende cellen de drie hoofdrolspelers voornamelijk een complex vormen. Al komt er daarnaast ook veel losse WOX5 voor.

Elk celtype in de groeikern heeft z’n eigen samenstelling van de drie hoofdrolspelers

Ook in de cellen die de opmaat vormen om de wortel te vormen zijn er veel complexen met alle drie de hoofdrolspelers, met daarnaast zijn er veel losse BRAVO eiwitten. Aan de ander kant, de cellen die uiteindelijk het wortelmutje gaan vormen, daar komen voornamelijk complexen met WOX5 en PLT3 voor. Met daarnaast veel losse PLT3.

Zo heeft elke celtype van de groeikern z’n eigen specifieke ratio en samenstelling van de drie hoofdrolspelers die de groeikern regulieren. Daarom loopt bij afwezigheid van een de regulatie van de celdeling in de groeikern in het honderd.

Literatuur

Vivien I Strotmann, Monica L García-Gómez, and Yvonne Stahl. (2025) Root stem cell homeostasis in Arabidopsis involves cell-type specific transcription factor complexes. EMBO reports https://doi.org/10.1038/s44319-025-00422-8

Bedankt voor het lezen
Vond je het interessant, overweeg dan een van de volgende acties

🍵 Buy me a tea

Volg me op LinkedIn of BlueSky
Stuur het door aan een vriend of collega
Abonnneer je op m’n nieuwsletter zodat de volgende automatisch in je inbox verschijnt.

The origin of oranges

The origin of oranges

All trees in an orange orchard are genetically almost identical. This makes them more susceptible for diseases. Now a team of Chinese researchers show in Nature Genetics the origin of oranges, and that breeders can use this to breed resistant varieties.

The oranges that we know find their origin about 4000 years ago in China. It was a product of the mating of two citrus species, but which ones exactly, about that are the researchers not completely sure. The biggest contenders are mandarins and pummelos.

After the birth of oranges, farmers used cuttings to propagate them. In this way they made sure they kept the preferred flavour. But this has one big drawback. Genetically all orange trees are more or less identical. This makes them extra susceptible to pathogens.

Sweet oranges are most closely related to sour oranges

Through freshly crossing the parents of a crop, breeders can get back a lot of the original genetic diversity. Which they can subsequently use to develop disease resistant crops. Only the problem is, for oranges it is not really clear who its parents are.

To find out the researchers sequenced the genomes of 226 citrus species. Those species came from orchards, but also from the wild. In addition to sweet oranges, the researchers analysed sour oranges, mandarins, pummelo’s and hybrid species.

Al together showed that the sweet oranges were closed related to sour oranges. The genomes of both species are made up half from mandarin chromosomes and half from pummelo chromosomes. However, sweet oranges are no direct descendants from pummelo’s. Instead, they are the result of a crossing between sour oranges and mandarins.

Crossing sour oranges with mandarins gives you some sweet oranges

To confirm this the researchers crossed disease resistant sour oranges with mandarins. This resulted in a wide range of offspring, often with sour oranges. But three were very similar to commercially available sweet oranges, both in flavour as in shape and colour.

The hope was that these oranges were also disease resistant. To investigate this the researchers analysed what it was that caused the sour orange to be disease resistant. This turns out to be a mix of antibacterial compounds. Some of the offspring from the cross with mandarins also accumulated those compounds, including one with sweet flavoured oranges.

Breeders can by crossing disease resistant sour oranges with mandarins obtain new resistant sweet oranges. Although they need to be patient. Oranges take their time growing up.

Literature

Liu, S., Xu, Y., Yang, K. et al. Origin and de novo domestication of sweet orange. Nat Genet 57, 754–762 (2025). https://doi.org/10.1038/s41588-025-02122-4

Thanks for reading.
If you like what you read, support me with on of the following actions

🍵 Buy me a tea

Follow me on LinkedIn or BlueSky
Share it with a friend or co-worker
Singing up to my newsletter so my next blog lands directly in your inbox

De oorsprong van sinaasappels

De oorsprong van sinaasappels

Alle sinaasappelbomen in een boomgaard zijn genetisch bijna gelijk aan elkaar. Dit maakt ze vatbaar voor ziekten. Nu laat in team van Chinese onderzoekers in Nature Genetics de oorsprong van sinaasappels zien en hoe ze die kan gebruiken om resistente rassen te kweken.

De sinaasappels die wij kennen vond z’n oorsprong zo’n 4000 jaar geleden in China. Het was het product van twee citrus soorten, maar welke, daar zijn onderzoekers nog niet helemaal over uit. De grootste kanshebbers zijn mandarijnen en pomelo.

Na het ontstaan van de sinaasappel hebben boeren deze gestekt. Om zo de lekkere smaak niet te verliezen. Maar dit heeft een nadeel. Genetisch gezien zijn alle sinaasappelbomen min of meer identiek. Dit maakt ze extra vatbaar voor ziekten.

Zoete sinaasappels lijken het meest op bittere sinaasappels

Door de ouders van een gewas opnieuw met elkaar te kruisen kunnen veredelaars de oorspronkelijke brede genetische variatie terugkrijgen. Die kunnen ze vervolgens gebruiken om resistente rassen te ontwikkelen. Alleen een probleem, voor de sinaasappel is niet helemaal duidelijk wie de ouders nu precies zijn.

Om hierachter te komen brachten de onderzoekers de genomen van 226 citrus soorten in kaart. Die kamen zowel uit boomgaarden als uit het wild. Naast de zoete sinaasappels, bestudeerde de onderzoekers ook bittere sinaasappels, mandarijnen en pomelo’s en verschillende hybride soorten.

Al met al bleken de zoete sinaasappels het meest op de bittere sinaasappels te lijken. De genomen van beide soorten zijn voor de helft opgebouwd uit mandarijn chromosomen en voor de helft uit pomelo chromosomen. Toch bleken zoete sinaasappels niet direct van pomelo’s afkomstig. Ze zijn nakomelingen van een kruising tussen bittere sinaasappels en mandarijnen.

Bij het kruisen van bittere sinaasappels met mandarijnen komen er ook zoete nakomelingen

Om dit te bevestigen kruiste de onderzoekers een bittere sinaasappelsoort met ziekteresistentie met een mandarijnen soort. Hieruit kwamen een grote verschijning aan nakomelingen, veelal met zure, bittere sinaasappels. Maar drie daarvan leken zowel in uiterlijk, als in smaak op de bekende zoete sinaasappel.

De hoop was dat deze sinaasappel ook ziekte resistent waren. Daarvoor zochten de onderzoekers uit was de bittere sinaasappel resistent maakte. Dit bleek een mix van antibacteriële stoffen te zijn. Ook verschillende nakomelingen van de kruising met mandarijn hadden de resistentie, inclusief een van de zoete nakomelingen.

Kwekers kunnen dus door resistente bittere sinaasappels met mandarijnen te kruisen nieuwe resistente zoete sinaasappels kweken. Al moeten ze wel geduld hebben. Sinaasappelbomen nemen hun tijd om volwassen te worden.

Literatuur

Liu, S., Xu, Y., Yang, K. et al. Origin and de novo domestication of sweet orange. Nat Genet 57, 754–762 (2025). https://doi.org/10.1038/s41588-025-02122-4

Bedankt voor het lezen
Vond je het interessant, overweeg dan een van de volgende acties

🍵 Buy me a tea

Volg me op LinkedIn of BlueSky
Stuur het door aan een vriend of collega
Abonnneer je op m’n nieuwsletter zodat de volgende automatisch in je inbox verschijnt.