Secret code

Secret code

Sometimes old findings appear to be not completely correct. That was what a team of international researchers led by Christian Hardtke found out when they studied the brassinosteriods receptors more closely.

Brassinosteroids are one of the plant hormones that have a hand in about everything that has to do with growth and development. When plants are missing one of the receptors that detect brassinosteriods, then they develop less well. They stay, for example, small. One of its receptors,  BRI1, is located mainly in the roots. But when 18 years ago the researchers first analysed its function, it appeared that in absence of BRI1 the BRI1 gen only needed to be turned on in one cell type to rescue root development. Something that is quiet strange when you think about it.

Therefore the researchers decided to find out why this was the case. First they repeated the initial experiments. Of which the results showed that indeed when the BRI1 gen with a fluorescent tag is turned on only in the cortex, then it appeared to compensate the absence of BRI1 in all root cells.

The DNA code of the BRI1 gene contains extra information about where the gene needs to be turned on

But then the researchers studied the expression of the BRI1 gen with a really weak gene activator. The fluorescent tag was hardly visible. Not only in the expected cell types, but the whole root had a weakly fluorescent glow.

Subsequently the researchers did something unexpected. They recoded the BRI1 gene, so that it makes the same protein with a different DNA sequence. The researchers gave this recoded BRI1 gene a specific gene on-switch. Only this time there appeared to be no weak fluorescent glow in the rest of the root. The root growth of BRI1 missing plants also did not recover when the her-coded BRI1 gene was only turned on in cortex cells.

The DNA code of the BRI1 gene contains apparently extra information about where the gene needs to be turned on. With only this information the gene is barely active, just enough to keep the development of the whole plant going. Is that information missing, then the gene stays off, unless it gets a strong on-switch.

Literature

Noel Blanco-Touriñán et al., The brassinosteroid receptor gene BRI1 safeguards cell-autonomous brassinosteroid signaling across tissues. SciAdv. 10, eadq3352(2024). DOI:10.1126/sciadv.adq3352

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

Geheime code

Geheime code

Soms blijken oude bevindingen toch niet helemaal te kloppen. Dat ondervonden een groep van internationale onderzoekers onder leiding van Christian Hardtke toen ze de brassinosteroide receptoren nader bestudeerde.

Brassinosteroide is een van de plant hormonen die nog al een vinger in de pap tijdens de groei en ontwikkeling van de plant. Missen planten een van de receptoren om brassinosterioide waar te nemen, dan ontwikkelen ze zich minder goed. Ze zijn bij voorbeeld klein van stuk. Een van de recptoren, BRI1, is voornamelijk aanwezig in de wortels. Maar 18 jaar geleden toen de onderzoekers de eerste analyses deden, bleek dat bij afwezigheid van BRI1, het BRI1 gen maar in een celtype aangezet hoefde te worden om de wortelgroei te herstellen. Op zich best raar als je daar wat meer over na denkt.

Dus besloten de onderzoekers eens goed uit te pluizen waarom dit zo was. Als eerste herhaalde de onderzoekers de eerdere experimenten. Hierbij zagen ze dat als ze het BRI1 gen voorzien van een fluorescerend vlaggetje aanzette in de cortex deze inderdaad de afwezigheid van BRI1 in alle wortelcellen leek te compenseren. Ook als ze het BRI1 gen in andere celtypes aanzette was er compensatie.

De DNA code van het BRI1 gen bevat informatie over waar het gen aan moet staan

Maar toen bestudeerde de onderzoekers de expressie van het BRI1 gen dat een hele zwakke aanschakelaar had. Het fluorerende vlaggetje was nauwelijks zichtbaar. Niet alleen de verwachte celtypen, maar de hele wortel gaf een zwak fluorescerende gloed.

Vervolgens deden de onderzoekers iets onverwachts, ze her-codeerde het BRI1 gen, zodat het met een andere DNA volgorde er het zelfde eiwit maakt. Dit her-codeerde BRI1 gen gaven ze weer een cortex specifieke aanschakelaar mee. Alleen bleek dit keer dat de zwakke gloed in de rest van de wortel niet aanwezig was. Ook herstelde de wortel groei in BRI1 loze planten niet als de onderzoekers het her-codeerde BRI1 gen gebruikte om BRI1 expressie alleen in de cortex aan te zetten.

De DNA code van het BRI1 gen bevat dus ook informatie over waar het gen aan moet staan. In dit geval in de hele wortel. Met alleen deze informatie staat het gen op sluimerstand aan, net genoeg om de ontwikkeling van de plant in stand te houden. Is die informatie er niet, dan blijft het gen uit, tenzij het een sterkere aanschakelaar mee krijgt.

Literatuur

Noel Blanco-Touriñán et al., The brassinosteroid receptor gene BRI1 safeguards cell-autonomous brassinosteroid signaling across tissues. SciAdv. 10, eadq3352(2024). DOI:10.1126/sciadv.adq3352

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.

Autoimmune plants

Autoimmune plants

By autoimmunity the immune system is turned on to quickly. Now American researchers show in Nature Plants that for some plants that show autoimmunity this is because they also react to harmless bacteria.

Plants in which their immune system is activated while there are no pathogens are autoimmune. They are smaller and their leaves show yellow or dead spots. And although there are no pathogens, a whole scala of other non-pathogenic bacteria are living on and in those plants. The researchers decided to study the influence of these bacteria on the immune system.

Firstly they searched for a mutant that reacted differently to the bacteria living on their leaves. The researchers found this in a plant that did not make the protein TIP1. These plants were smaller, had lots of yellow spots on their leaves and curiously, one bacteria family was dominating the bacteria on their leaves. And just like by other autoimmune plants, the genes for defence were constantly on.

There are at least two ways of autoimmunity

But when comparing to other autoimmune mutants, the researchers noticed something different. In contrast to lost of other autoimmune mutants, the autoimmune symptoms of TIP1-less plants disappeared when they grew in a environment without bacteria. Then TIP1-less plants did just as good as TIP1-containing plants. A subsequent analysis the researchers found two other autoimmune mutants that also grew normal in a bacteria free environment.

This was reflected in the genes that are active in the TIP1-less plants. When they grow in a bacteria free environment, then these are comparable to TIP1-containing plants. But in an environment with bacteria, then the genes that are active showing more overlap with those of other autoimmune mutants.

The autoimmunity of TIP1-less plants is probably due to that they also react to the non-pathogenic bacteria that grow on their leaves. They assume that these are pathogenic, and turn on their immune response. Why exactly this happens, and what TIP1 does; that the researchers are studying next.

Literature

Cheng, Y.T., Thireault, C.A., Zhang, L. et al. Roles of microbiota in autoimmunity in Arabidopsis leaves. Nat. Plants 10, 1363–1376 (2024). https://doi.org/10.1038/s41477-024-01779-9

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.

Auto-immuun planten

Auto-immuun planten

Bij auto-immuniteit slaat het immuunsysteem te snel aan. Nu laten Amerikaanse onderzoekers in Nature Plants zien dat sommige planten auto-immuniteit vertonen omdat ze ook op onschuldige bacteriën reageren.

Planten waarbij hun immuunsysteem aanslaat terwijl er geen ziektekiemen zijn, zijn auto-immuun. Deze planten zijn kleiner van stuk en hun bladeren kunnen gele of dode plekken hebben. En alhoewel er geen ziektekiemen zijn, leven er op en in deze planten wel een heel scala van andere normaal niet ziekmakende bacteriën. De onderzoekers besloten de invloed van die bacteriën op het immuunsysteem nader te onderzoeken.

Het eerste was ze deden was opzoek gaan naar een mutant die anders om de op het blad groeiende bacteriën reageerden. Die vonden de onderzoekers in een plant die het eiwit TIP1 niet meer goed maakten. Deze planten waren kleiner, hadden veel gele plekken op hun bladeren, en een bacterie familie domineerde de bacterie samenstelling op hun blad. Net zoals in andere auto-immuun mutanten waren ook in deze planten de genen voor de verdediging constant aangeschakeld.

Er zijn dus minstens twee soorten auto-immuniteit

Maar bij het vergelijken met andere auto-immuun mutanten viel de onderzoekers iets op. In tegenstelling tot veel ander auto-immuun mutanten verdwenen de auto-immuun symptomen bij de TIP1 mutant als deze groeide in een omgeving zonder bacteriën. Dan deden TIP1 loze planten het net zo goed als TIP1 bevattende planten. Bij bestudering van andere auto-immuun mutanten ontdekte de onderzoekers nog twee mutanten waarbij dit ook gold.

Dit was ook terug te zien in de genen die de TIP1-loze plant aanstaan. Groeit hij in een bacterie-loze omgeving, dan zijn de gelijk aan TIP1 bevattende planten. Maar in een omgeving met bacteriën dan komen de genen die aanstaan meer overeen met die van andere auto-immuun mutanten.

De auto-immuniteit van TIP1-loze planten komt waarschijnlijk doordat deze planten ook de op hun groeiende niet-ziekmakende bacteriën reageren. Ze denken dat er kwaadwillige bacteriën aanwezig zijn, en zetten daarom hun immuun respons aan. Hoe dat precies komt en wat TIP1 wanneer het aanwezig is doet; dat gaan de onderzoekers nu bestuderen.

Literatuur

Cheng, Y.T., Thireault, C.A., Zhang, L. et al. Roles of microbiota in autoimmunity in Arabidopsis leaves. Nat. Plants 10, 1363–1376 (2024). https://doi.org/10.1038/s41477-024-01779-9

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.