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.

Loaded defence

Loaded defence

Using an electric current to prevent infections. It sounds strange, but that it works show researchers from England in Scientific Reports.

There is not much that works against infections of Phytophthora palmivora, an oomycete pathogen. But so discovered the researchers, when exposed to an electric field the oomycete swim towards the positive electrode to germinate. This may be a way to prevent plants against Phytophthora palmivora infections.

Plant roots naturally have a verry weak electric field. The tip of the root is slightly negative charged and the elongation zone, there were the cells stretch themselves, is slightly positively charged. But, exposure of tale cress and Medicago truncatula roots to a weak electric field did not influence their growth. But it did influence Phytophthora palmivora, those the researchers found less often on the roots.

An electric field protects plants against Phytophthora palmivora

The researchers have two theories of how an electric field prevents Phytophthora palmivora from colonising the roots. The first hypothesis is that the electric field from the roots loses the competition for Phytophthora palmivora from the artificial electric field. The artificial electric field lures Phytophthora palmivora away from the root. The second hypothesis is that the artificial electric field repels Phytophthora palmivora, keeping it away from the roots.

So it is possible toe protect plants using a weak electric field. The question remaining: what it’s the effect of the electric field on the rest of the microbiome of the plant. These consist mainly out of good natured and beneficial bacteria and fungi, who contribute to the growth and protection of the plant. When those are also repelled or lured away it may influence plant growth negatively.

Literature

Moratto, E., Tang, Z., Bozkurt, T.O. et al. Reduction of Phytophthora palmivora plant root infection in weak electric fields. Sci Rep14, 19993 (2024). https://doi.org/10.1038/s41598-024-68730-y

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

Geladen afweer

Geladen afweer

Een elektrisch veld gebruiken om infecties tegen te gaan. Het klinkt gek, maar het werkt wel degelijk laten onderzoekers uit Engeland in Scientific Reports zien.

Tegen infecties van Phytophthora palmivora, een waterschimmel, is weinig te doen. Maar zo ontdekte onderzoekers bij blootstelling aan een elektrisch veld zwemmen deze waterschimmels naar de positieve electrode om daar te ontkiemen. Dit zou wel eens een manier kunnen zijn om planten tegen Phytophthora palmivora infectie te beschermen.

Plantenwortels hebben van nature een heel zwak elektrisch veld. De tip van de wortel is ietsjes negatief geladen en de regio waar de cellen zich uitrekken is ietsjes positief geladen. Maar, blootstelling van zandraket en Medicago truncatula wortels aan een zwak elektrisch veld bleek geen effect op de groei van de plant te hebben. Wel op Phytophthora palmivora, die troffen de onderzoekers minder vaak aan op de wortels.

Een elektrisch veld kan de plant beschermen tegen Phytophthora palmivora

De onderzoekers hebben twee theorieën over hoe een elektrisch veld Phytophthora palmivora verhindert om de wortels te koloniseren. De eerste hypothese is dat het elektrisch veld van de wortels de competitie om Phytophthora palmivora verliest van het opgewekte elektrisch veld. Het opgewekte elektrisch veld lokt Phytophthora palmivora dus weg. De tweede hypothese is dat het opgewekte elektrisch veld Phytophthora palmivora afstoot, en zo bij de wortels weg houdt.

Het is dus mogelijk zijn om planten met behulp van een zwak elektrisch veld te beschermen tegen infecties. De vraag rest nu nog: wat voor effect heeft het elektrische veld op de rest van het microbioom van de plant. Die bestaat voor het merendeel van goedaardige en gunstige bacteriën en schimmels, die bijdragen aan de groei en bescherming van de plant. Worden die ook weghouden of weggelokt van de wortels, dan kan dat de groei van de plant alsnog nadelig beïnvloeden.

Literatuur

Moratto, E., Tang, Z., Bozkurt, T.O. et al. Reduction of Phytophthora palmivora plant root infection in weak electric fields. Sci Rep 14, 19993 (2024). https://doi.org/10.1038/s41598-024-68730-y

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.