Updating our view of TIR

Updating our view of TIR

Sometimes results are sending you back to the drawing bord. It turns out that the auxin receptor TIR produces the second messenger cAMP. Now researchers led by Jiří Friml show in Nature that the production of cAMP and not the degradation of Aux/IAA proteins is the key to the activation of ARF transcription factors.

About twenty years long researchers lived in the assumption that after perceiving auxin the auxin receptor TIR the Aux/IAA proteins labels for degradation. And that this relieved the blocking effect that Aux/IAA proteins have on ARF transcription factors. Enabling ARF to activate auxin response genes. But then suddenly was there the fact that TIR after perceiving auxin also produce cAMP. Resulting in the question what is this cAMP doing?

First the researchers checked if the production of cAMP was needed for the degradation of Aux/IAA. This it turned out was not the case. TIR receptors who can’t produce ant cAMP, still label Aux/IAA for degradation.

Aux/IAA is not sitting on ARF to block its function

Subsequently the researchers studied what happens when TIR can no longer label Aux/IAA proteins. Stable Aux/IAA proteins prevented TIR from producing cAMP. The interaction with Aux/IAA was therefore needed for cAMP production.

In order to figure what cAMP does, the researchers analysed the gene activation in response to auxin. Finding that auxin regulated genes were not activated in plants with a TIR receptor that can’t produce any cAMP.

But the real test came when the researchers decoupled the cAMP production from TIR. When cAMP is produced in close proximity of the ARF gene activators, then ARF becomes active. Also, when no auxin was nearby, and no degradation of Aux/IAA proteins took place.

This shows that Aux/IAA is not sitting on ARF to block its function. But rather to lure TIR towards ARF, to produce cAMP in its vicinity, so that, in an up till now unknow way, it activates ARF. This study also asks researchers to look with new eyes how other similar signalling and gene activation pathways work.

Literature

Chen, H., Qi, L., Zou, M. et al. TIR1-produced cAMP as a second messenger in transcriptional auxin signalling. Nature (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-08669-w

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

Ons beeld van TIR bijwerken

Ons beeld van TIR bijwerken

Soms sturen nieuwe resultaten je terug naar de tekentafel. Zo bleek de auxine receptor TIR de boodschapper cAMP te produceren. Nu laten onderzoekers onder leiding van Jiří Friml in Nature zien dat de productie van cAMP en niet de degradatie van Aux/IAA eiwitten de sleutel tot de activatie van ARF transcriptie factoren.

Zo’n twintig jaar lang waren onderzoekers in de veronderstelling dat de auxine receptor TIR na waarneming van auxine de Aux/IAA eiwitten labelde voor degradatie. En dat dit de blokkerende werking van Aux/IAA eiwitten op de ARF transcriptie factoren wegnam. Vervolgens konden de ARF transcriptie factoren de door auxine gereguleerde genen aanzetten. Maar daar was dus ineens het gegeven dat TIR na waarneming van auxine cAMP produceert. De vraag was daarom, wat doet die cAMP?

Het eerste wat de onderzoekers deden was kijken of het de productie van cAMP nodig was voor de afbraak van Aux/IAA eiwitten. Dit bleek niet zo te zijn. TIR receptoren die geen cAMP konden produceren labelde Aux/IAA eiwitten nog net zo goed voor degradatie.

Aux/IAA zit op ARF niet om deze te blokkeren maar om TIR naar ARF te lokken

Vervolgens bestudeerde de onderzoekers wat er gebeurt als TIR Aux/IAA niet kunnen labelen. Die stabiele Aux/IAA eiwitten voorkwamen dat TIR cAMP maakte. De interactie met Aux/IAA was voor TIR dus nodig om cAMP te kunnen produceren.

Om uit te zoeken wat cAMP doet keken de onderzoekers vervolgens naar gen activatie. Hier zagen ze dat in platen met een TIR receptor die geen cAMP kon maken, auxine gereguleerde genen niet aangingen in aanwezigheid van auxine.

Maar de echte test kwam pas toen de onderzoekers cAMP productie loskoppelde van TIR. Wanneer de productie van cAMP in de nabijheid van ARF transcriptie factoren is, dan activeerde ARF auxine gereguleerde genen. Ook al was er geen auxine in de buurt, en werden er geen Aux/IAA eiwitten afgebroken.

Aux/IAA zit dus niet op ARF om deze te blokkeren, maar om TIR naar ARF te lokken zodat het daar cAMP produceert dat vervolgens, op een nog onbekende manier, ARF activeert. Dit vraagt ook om een nieuwe blik te werpen op hoe andere verglijkbare signalering en gen-regulatie methodes werken.

Literatuur

Chen, H., Qi, L., Zou, M. et al. TIR1-produced cAMP as a second messenger in transcriptional auxin signalling. Nature (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-08669-w

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.

Double manipulation for efficiency

Double manipulation for efficiency

Plant infecting viruses use ingenious techniques for optimal distribution. As show scientist in Science Advances that TYLCV manipulates both its host plant and its distributor.

Plant infecting viruses cause lots of damage. It is estimated that at least 30 billion dollars of crops are lost on an annual basis due to viruses spread by insects. By studying the tactics of these viruses, researchers hope to find ways to better protect those crops.

In this way researchers found that viruses manipulate plants to produce volatile compounds that attract insects. Those insects ingest the virus while they are feeding on the plant. And they give the virus to the next plants they visit. Viruses also can manipulate those insects it catches a ride from, so that those insects find non-infected plants more attractive than infected plants.

Infected plants release more beta-mycrene, making them wildly attractive to white flies

One of the big virus propagators are white flies. And one of the viruses it spreads is TYLCV. TYLCV causes lots of damage in tomato plants. Intriguingly, a non-infected white fly is more attracted to infected plants. While an infected white fly prefers non-infected plants. The researchers decided to investigate this in more detail.

First the researchers investigated which volatile compounds the infected and non-infected tomato plants release. This resulted in a list of twelve volatile compounds that the infected and none-infected plant released in different quantities. When the researchers let the white fly choose between those substances, the white fly showed a preference for beta-mycrene. A compound that infected plants release double the amount of.

The ultimate test was if the white fly preference also holds in practice. For this the researchers created plants that did not produce any beta-mycrene. The white flies did not prefer those plants. No matter if they were infected or not.

TYLCV also manipulate white flies, after infection they no longer smell beta-mycrene

Subsequently the researchers studied the white fly. They were especially interested in which odour receptor recognises beta-mycrene. Six white fly odour receptors were inactive after infection with the virus. The researchers permanently inactivated those receptors one by one. After turning off receptor OR6 the white flies did no longer preferred infected tomato plants.

In not infected white flies OR6 is normally turned on. This explains its preference for tomato plants that release beta-mycrene. But after infection the virus turns OR6 off. Then white flies no longer smell beta-mycrene, which makes infected and non-infected plants equally attractive.

TYLCV is manipulating therefore both the plants and white flies so it can spread itself optimally. Plant breeders and farmers can use this knowledge. By for example, breeding tomato plants that can no longer produce any beta-mycrene. Or by luring white flies away with the smell of beta-mycrene.

Literature

Peng Liang et al., (2025) A plant virus manipulates both its host plant and the insect that facilitates its transmission. Sci. Adv. 11, eadr4563. https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adr4563

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

Dubbele manipulatie voor effectiviteit

Dubbele manipulatie voor effectiviteit

Plant infecterende virussen gebruiken vernuftige technieken om zich optimaal te verspreiden. Zo laten onderzoekers in Science Advances zien dat TYLCV zowel de plant als z’n verspreider manipuleert.

Plant infecterende virussen richten grote schade aan. Een schatting is dat ten minste 30 miljard dollar aan gewassen jaarlijks verloren gaan aan door insecten overgedragen virussen. Door de werkwijze van deze virussen te bestuderen hopen onderzoekers manieren te vinden om gewassen beter te beschermen.

Zo ontdekte onderzoekers dat virussen planten manipuleren om geurstoffen aan te maken die insecten lokken. Die insecten krijgen het virus binnen met hun plant maaltijd. Vervolgens geven ze het virus door aan de volgende planten die ze bezoeken. Ook kan het virus insecten manipuleren zodat ze niet geïnfecteerde planten interessanter vinden dan geïnfecteerde planten.

Geïnfecteerde planten stoten meer beta-mycrene uit, wat ze woest aantrekkelijk voor witte vliegen maakt

Een van de grote virus verspreiders is de witte vlieg. En een van de virussen die het verspreid is TYLCV. TYLCV richt grote schade aan in tomatenplanten. Opvallend genoeg heeft een niet besmette witte vlieg de voorkeur voor besmette tomatenplanten. Terwijl een besmette witte vlieg de voorkeur heeft voor onbesmette tomatenplanten. De onderzoekers besloten dit nader te onderzoeken.

Als eerste bestudeerde de onderzoekers welke vluchtige stoffen geïnfecteerde en niet geïnfecteerde tomatenplanten uitzenden. Dit resulteerde in een lijst van twaalf uitgestoten stoffen die verschilde tussen geïnfecteerde en niet geïnfecteerde planten. Tussen deze stoffen lieten de onderzoekers de witte vlieg kiezen. Die bleek vooral een voorkeur te hebben voor beta-mycrene. Een stofje dat geïnfecteerde planten twee keer zo veel van uitstoten.

De ultieme test was of dit ook in de praktijk gold. Daarvoor ontwikkelde de onderzoekers planten die geen beta-mycrene meer konden maken. Voor deze planten hadden witten vliegen geen voorkeur, ongeacht ze geïnfecteerd waren of niet.

TYLCV manipuleert ook de witte vlieg, na besmetting ruikt deze geen beta-mycrene meer

Vervolgens bestudeerde de onderzoekers de witte vlieg. Ze waren voornamelijk geïnteresseerd welke geur receptor bete-mycrene oppikt. Zes witte vlieg geur receptoren bleken uitgeschakeld te zijn na besmetting met het virus. Deze schakelde de onderzoekers een voor een permanent uit. Bij uitschakeling van receptor OR6 bleek de witte vlieg geen voorkeur meer te hebben voor besmette tomatenplanten.

In niet besmette witte vliegen staat OR6 gewoon aan. Wat z’n voorkeur voor tomatenplanten die beta-mycrene uitstoten verklaard. Maar na infectie schakelt het virus OR6 uit. Nu ruikt de witte vlieg beta-mycrene niet meer en zijn geïnfecteerde en niet geïnfecteerde tomatenplanten even aantrekkelijk.

TYLCV manipuleert dus zowel de plant als de witte vlieg om het virus optimaal te verspreiden. Nu dit bekend is kunnen veredelaars en boeren hierop inspelen. Bijvoorbeeld door witte vliegen weg te lokken met beta-mycrene. Of door tomatenplanten te ontwikkelen die geen beta-mycrene maken.

Literatuur

Peng Liang et al., (2025) A plant virus manipulates both its host plant and the insect that facilitates its transmission. Sci. Adv. 11, eadr4563. https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adr4563

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.