Shredding dead cells for protection

Shredding dead cells for protection

Interestingly microbes are not colonising the root tip. Now researchers show in eLife that is because the tip protecting root cap is actively shredding death cells.

Microbes are actively colonising plant roots. Except the growth centre containing tip of the root, which stays free of microbes. The root tip is surrounded by the root cap. Which consist of cells that die in a controlled manner and subsequently are released from the root. The researchers asked themselves how this controlled dying contributes to the protection of the growth centre against infection.

In order to study this the researchers turned to mutants in which the root cap cells did not die in an controlled manner. The roots of these plants have an untidy accumulation of dead cells along the outside of the root.

The shredding of dead cells deprives infecting fungi of nutrients

But especially noticeable was the increased infection by a good natured fungi. Normally this fungi induces extra root growth. But in the mutants while the fungus growth increased, it took longer for the benefits on root growth to kick in.

Closer studying of the growth of the fungus on the mutant roots showed that the fungus fed itself with the dead cells that still sticked to the root. Those cells gave the fungus extra nutrients.

Lastly the researchers studied the effect of the good natured fungus on the genes that regulate the controlled cell death. In presence of the fungus, those genes were less active.

It appears that the root cap cells protect the tip of the root from infection through the actively shredding of its dead cells. Preventing infecting microbes from getting easy nutrients at the root tip. At the same time the microbes actively try to influence the root cap cells to keep their dead sisters near, So that they can get a hold on the root via those dead cells.

Literature

Nyasha Charura, Ernesto Llamas, Concetta De Quattro, David Vilchez, Moritz K Nowack, and Alga Zuccaro (2024) Root cap cell corpse clearance limits microbial colonization in Arabidopsis thaliana. eLife 13:RP96266. https://doi.org/10.7554/eLife.96266.3

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

Dode cellen afwerpen voor bescherming

Dode cellen afwerpen voor bescherming

Eigenaardig genoeg koloniseren microben de punt van de wortel juist niet. Nu laten onderzoekers in eLife zien dat komt doordat de punt beschermende wortelmuts actief dode cellen afscheid.

Microben koloniseren planten wortels volop. Behalve de groeikern bevattende punt van de wortel, die blijft vrij van microben. Nu is de punt van de wortel omgeven met een wortelmutsje. Deze bestaat uit cellen die een gecontroleerd dood gaan en daarna afschilveren. De onderzoekers vroegen zich af hoe dit gecontroleerd afsteven bijdraagt aan het beschermen van de groeikern tegen infectie.

Om dit te onderzoeken bestudeerde de onderzoekers mutanten waarbij wortelmutjescellen niet gecontroleerd sterven. De wortels van deze planten hebben een slordige ophoping van dode cellen langs de buitenkant van de wortel.

Afscheiding van dode cellen ontneemt voeding van infecterende schimmels

Maar opvallend was dat een goedaardige schimmel de wortels van de mutanten veel meer infecteerde. Normaal gesproken zorgt deze goedaardige schimmel onder andere voor extra wortelgroei. Maar in de mutanten groeide de schimmel langer door voordat de gunstige effecten op de infectie op de wortelgroei begonnen.

Bij nader bestudering van de schimmel groei in de wortels van de mutanten zagen de onderzoekers dat de schimmel zich te goed deed aan de dode cellen die nog aan de wortel vast zaten. Die cellen gaven de schimmel extra voedingstoffen.

Ook bestudeerde de onderzoekers het effect van de goedaardige schimmel op genen die de gecontroleerde dood van wortelmutjescellen regelen. In aanwezigheid van de schimmel dimde de activiteit van deze genen.

Het lijkt er dus op dat wortelmutjescellen de punt van de wortel beschermen tegen infectie door hun dode cellen af te werpen. Hierdoor hebben infecterende microben geen voedingstoffen bij de punt van de wortel. Tegelijkertijd proberen microben de wortelmutsjescellen te beïnvloeden door dit juist niet te doen, om zo via dode cellen een houvast te krijgen op de wortel.

Literatuur

Nyasha Charura, Ernesto Llamas, Concetta De Quattro, David Vilchez, Moritz K Nowack, and Alga Zuccaro (2024) Root cap cell corpse clearance limits microbial colonization in Arabidopsis thaliana. eLife 13:RP96266. https://doi.org/10.7554/eLife.96266.3

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.

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.