Decoy for cytokinin

Decoy for cytokinin

Hormone signalling is regulated in multiple ways. Now researchers in Molecular Plant show a new way: using a decoy to regulate cytokinin signalling.

The use of a decoy in the form of non-functioning receptors is known strategy in mammalian cells. But in plants this was up till now unknown. The researchers stumbled on it by accident when they cloned the cytokine receptor CRE1. A few of the clones contained the seventh intron of the gene, resulting in a frame shift and an early stop codon. The consequence: it can bind cytokinin, but it can’t initiate the cytokinin signalling cascade, it is missing the responsible domain.

Closer study showed that under normal conditions 2 to 3 % of all CRE1 proteins are those of the shorter version. But that when the amount of cytokinin increases that also the amount of shorter CRE1 version increases.

The shorter CRE1 functions as a decoy

Subsequently the researchers studied where the shorter CRE1 version is located in the cell. These was just as its normal version located in the membrane of the ER. There they pair up with other CRE1 proteins (either the long or short version) or other cytokinin receptors.

The question was what is shorter version of CRE1 doing. To investigate this the researchers analysed how plants react to cytokinin. When the normal CRE1 version is present, then there is a clear cytokinin signal, cytokinin decreases root growth. Plants that had a lot of the shorter CRE1 version hardly reacted to cytokinin, their roots grew just as fast as those of plants that had not received any cytokinin.

The shorter CRE1 is capturing the cytokinin signal, it does this by binding cytokinin but not initiating the signalling cascade. It lures cytokinin away from the functioning receptors. An elegant way for preventing cytokinin signalling getting out of hand.

Literature

Králová M., Kubalová I., Hajný J., Kubiasová K., Vagaská K., Ge Z., Gallei M., Semerádová H., Kuchařová A., Hönig M., Monzer A., Kovačik M., Friml J., Novák O., Benková E., Ikeda Y., and Zalabák D. (2024). A decoy receptor derived from alternative splicing fine-tunes cytokinin signaling in Arabidopsis. Mol. Plant. doi: https://doi.org/10.1016/j.molp.2024.11.001.

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

Lokmiddel voor cytokine

Lokmiddel voor cytokine

Planten reguleren hun hormoon signalering op verschillende manieren. Nu laten onderzoekers in Molecular Plant een nieuwe manier zien: het gebruik van lokmiddel in cytokine signalering.

Van dierlijke cellen is het gebruik van lokaas in de form van niet functionerende receptoren bekend. Maar in planten was dit nog niet eerder aangetoond. De onderzoekers stuitte er toevallig op toen ze de cytokine receptor CRE1 kloonde. Enkele klonen bevatte het zevende intron van het gen, wat op z’n beurt weer in een frame shift en een eerder stop codon resulteerde. Gevolg: het kan wel cytokine binden, maar mist het domain om de signalering in gang te zetten.

Nader onderzoek liet zien dat normaal gesproken van alle CRE1 eiwitten 2 tot 3% uit deze kortere versie bestaan. Maar op het moment dat de hoeveelheid cytokine toeneemt neemt ook de hoeveelheid van de kortere CRE1 toe.

De kortere CRE1 functioneert als lokaas

Vervolgens bestudeerde de onderzoekers waar de kortere versie van CRE1 zich in de cel bevindt. Die bleek op dezelfde plekken als de normale CRE1 te zitten. Daar paren ze met een andere CRE1 receptor (dat kan zowel de kortere als normale versie zijn) of andere cytokine receptoren.

De vraag was wat doet die kortere CRE1. Om dit te onderzoeken bestudeerde de onderzoekers hoe de plant op cytokine reageren. In aanwezigheid van de normale CRE1 versie is er een duidelijk cytokine signaal, cytokine remt de wortel groei. Planten die veel van de kortere CRE1 versie hadden reageerde nauwelijks op cytokine, hun wortels groeide even hard als dan van planten die geen cytokine kregen.

De kortere CRE1 vangt dus het cytokine signaal weg, door cytokine te binden en vervolgens geen signaal door te geven. Het lokt cytokine daarmee weg van de wel functionerende receptoren. Een elegante manier om te voorkomen dat het signaal van cytokine te veel de overhand krijgt.

Literatuur

Králová M., Kubalová I., Hajný J., Kubiasová K., Vagaská K., Ge Z., Gallei M., Semerádová H., Kuchařová A., Hönig M., Monzer A., Kovačik M., Friml J., Novák O., Benková E., Ikeda Y., and Zalabák D. (2024). A decoy receptor derived from alternative splicing fine-tunes cytokinin signaling in Arabidopsis. Mol. Plant. doi: https://doi.org/10.1016/j.molp.2024.11.001.

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.

Pressurised division

Pressurised division

How a cell divides influences how a plant looks. A new study in Developmental Cell shows how the orientation of microtubules influences were the orientation of the dividing wall in the dividing cell.

Due to their cell wall plant cells are connected to each other. In this way the orientation of a cell division influences the shape of a plant. But how a cell decides to divide lengthwise or sidewise is not completely understood. When a cell gets no additional information its division orientation depends on the shape of the cell. The longest side will be halved. Additional instructions the cell gets from proteins and hormones, but their influence appears not to be large enough. Therefore the researchers studied the effect of mechanical forces on cell divisions.

In order to study this the researchers wounded roots. Wound bordering cells quickly filled the wound. First they expand into the direction of the wound and subsequently they divide against the strict cell division routine of the root, lengthwise instead of sidewise. Actually only the wound bordering cells at the inside of the root did this.

With pressure and counterpressure cells keep their shape

Subsequently the researchers studied the orientation of microtubules during cell divisions. Microtubules are cables made of proteins that help the cell keep its shape, a bit like tent poles. They notices that the orientation of these cables overlapped with the subsequent division orientation. When they were sidewise oriented, then the division was sidewise, and were they lengthwise, then the division was lengthwise.

Noticeable was that the microtubules of wound bordering cell were just after wounding both sidewise and lengthwise oriented. But after a while they were completely lengthwise reorientated.

To decipher the influences of mechanical force, the researchers created lack of counter pressure. Also in these cells the researchers observed microtubule reorientation. Comparable with the reorientation seen in wound bordering cells.

With pressure and counterpressure cells keep their shape. Partly because these mechanical forces influence microtubule orientation. This in turn influences the orientation of cell divisions.

Literature

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

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

Drukkende deling

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

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.