Flower symmetry

Flower symmetry

Flowers come in different forms and shapes, but they all have symmetry. Chinese researchers show in Science Advances how plants regulate that symmetry.

Flowers show different forms of symmetry. There are flowers of which each petal is identical to its neighbour, these flowers are multiple symmetrical. But you have also flowers that only show a left-right symmetry, like those of the monkeyflowers (Mimulus). Those flowers consist of two large petals at the top, two smaller petals at the bottom, and a nectar spur containing petal in the middle at the bottom. The researchers decided to figure out the regulation behind those two-sided symmetry flowers.

Firstly they created mutants. In this case mutants that instead of two-sided symmetry showed multiple symmetry. In these flowers, it turned out that a protein for turning on and off other genes, the flower symmetry gen CYCLOIDEA, to be more abundant. More CYCLOIDEA appears to cause the multiple symmetry.

A feedback loop between CYCLOIDEA and BLADE-ON-PETIOLE enables the two-sided symmetry

Subsequently the researchers analysed which gene in the mutants was altered, they found the mutation back in the gene BLADE-ON-PETIOLE. Now the researchers could figure out how the flower symmetry is regulated by BLADE-ON-PETIOLE. First they found out through fishing which proteins bind to BLADE-ON-PETIOLE. This appeared to be both CYCLOIDEA and a protein that marks proteins for degradation. But they did not bind simultaneously.

Binds CYCLOIDEA to BLADE-ON-PETIOLE, then BLADE-ON-PETIOLE is not broken down, but instead it puts a break on the production of CYCLOIDEA. This in turn causes more breakdown of BLADE-ON-PETIOLE. This feedback loop ensures that CYCLOIDEA is only produced in the upper two petals. Interferes a mutation the feedback loop, then all petals get the message from CYCLOIDEA to develop themselves into large petals.

Literature

Yuan Gao et al., BLADE-ON-PETIOLE interacts with CYCLOIDEA to fine-tune CYCLOIDEA-mediated flower symmetry in monkeyflowers (Mimulus).Sci. Adv.10 ,eado4571(2024). DOI: 10.1126/sciadv.ado4571

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

Bloem symmetrie

Bloem symmetrie

Bloemen komen in verschillende verschijningen, maar allemaal zijn ze symmetrisch. Chinese onderzoekers laten in Science Advances zien hoe planten die symmetrie reguleren.

Bloemen vertonen verschillende vormen van symmetrie. Zo heb je bloemen waarvan elk kroonblad hetzelfde is, deze bloemen zijn meervoudig symmetrisch. Maar je hebt ook bloemen die enkel een links rechts symmetrie vertonen, zoals de maskerbloem (Mimulus). Deze heeft twee grote kroonbladeren aan de bovenkant, twee kleinere kroonbladeren aan de onderkant met onder in het midden nog een vijfde nectarspoor bevattend kroonblad. De onderzoekers besloten om de achterliggende regulatie van die tweezijdige symmetrie van maskerbloemen uit te zoeken.

Het eerste wat ze deden is mutanten maken. In dit geval mutanten die in plaats van tweezijdige symmetrische bloemen, meerzijdige symmetrische bloemen hadden. In deze bloemen bleek een gen aanzetter, het bloem symmetrie gen CYCLOIDEA, meer aan te staan. Meer CYCLOIDEA zorgde er dus waarschijnlijk voor de meerzijdige symmetrie.

Een feedbackloop tussen CYCLOIDEA en BLADE-ON-PETIOLE zorgt voor de tweezijdige symmetrie

Vervolgens bepaalde de onderzoekers welk gen in de mutanten gemuteerd was. De mutatie vonden ze terug in het gen BLADE-ON-PETIOLE. Nu konden de onderzoekers uitpluizen hoe BLADE-ON-PETIOLE de bloem symmetrie regelt. Door te vissen naar eiwitten die aan BLADE-ON-PETIOLE binden ontdekte de onderzoekers dat het eiwit aan zowel CYCLOIDEA als een eiwit dat andere eiwitten voor afbraak markeert bindt. Maar niet te gelijk.

Bindt CYCLOIDEA aan BLADE-ON-PETIOLE, dan wordt BLADE-ON-PETIOLE niet afgebroken. Maar remt het ook de aanmaak van meer CYCLOIDEA. Wat er weer voor zorgt dat er meer afbraak van BLADE-ON-PETIOLE is. Deze feedbackloop zorgt ervoor dat CYCLOIDEA alleen in de bovenste twee kroonbladeren aanstaat. Doorbreekt een mutatie in BLADE-ON-PETIOLE de feedbackloop, dan krijgen alle bladeren van de boodschap van CYCLIODEA om tot grote kroonbladeren te ontwikkelen.

Literatuur

Yuan Gao et al., BLADE-ON-PETIOLE interacts with CYCLOIDEA to fine-tune CYCLOIDEA-mediated flower symmetry in monkeyflowers (Mimulus).Sci. Adv.10 ,eado4571(2024). DOI: 10.1126/sciadv.ado4571

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.

Long lasting effects of cell divisions

Long lasting effects of cell divisions

Lots of organisms show one or more forms of symmetry, plants included. In The Plant Journal English researchers show that this symmetry starts by cel divisions.

Because of their cell wall plant cells can not move from their location. Therefore how and when a cell divides in part influences the shape of a plant. The results of lengthwise divisions is simply different form sidewise divisions. The researchers decided to find out what influences the orientation of those cell divisions.

For this they used a developing style. During development of the style the symmetry is shifting from a bilateral one to a radical one. Under normal conditions the cells keep dividing sidewise. But when the cells are missing SPT and IND then the style is splitting halfway in two. When you zoom in to the cell divisions, then it appears that in the upper half they are dividing lengthwise.

The pulsing pattern of cell cycle genes probably influences the cell division orientation

But SPT and IND are managers, they are regulating other genes. SPT it turns out regulates genes that regulate the distribution of the plant hormone auxin. From auxin, in turn, it is known that it influences the orientation of cell divisions. Under normal conditions the researchers observed that there is lots of auxin in the dividing cells of the style. But not when SPT is absent.

In the absence of SPT the cells appear to take longer for getting through the first phase of the cell division. This was due to the fact that both SPT and IND are regulating specific cell cycle genes. But, as the researchers showed, the absence of these specific cell cycle genes did not result in a split style.

In addition to SPT and IND auxin also regulates these specific cell cycle genes. Or to be more precise, it turns them off. But as SPT also regulates the amount of auxin in the cell, with as combined result: a pulsing on/off pattern for these specific cell cycle genes. The researchers expect that this pulsing pattern of cell cycle genes influences the cell division orientation. Although, more research is needed to confirm this.

Literature

Tasker-Brown, W., Koh, S.W.H., Trozzi, N., Maio, K.A., Jamil, I., Jiang, Y., Majda, M., Smith, R.S. and Moubayidin, L. (2024), An incoherent feed-forward loop involving bHLH transcription factors, Auxin and CYCLIN-Ds regulates style radial symmetry establishment in Arabidopsis. Plant J. https://doi.org/10.1111/tpj.16959

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

Verreikende celdelingen

Verreikende celdelingen

Veel organismes vertonen een of meerder vormen van symmetrie, zo ook planten. In The Plant Journal laten Engelse onderzoekers zien dat die symmetrie begint bij celdelingen.

Door hun celwand kunnen plantencellen niet van plaats veranderen. Daardoor bepaald hoe en wanneer een cel deelt mede de vorm van een plant. Het resultaat van delingen door de lengte is nou eenmaal anders dan die van delingen door de breedte. De onderzoekers besloten om uit te zoeken wat de oriëntatie van celdelingen beïnvloed.

Hiervoor gebruikte ze de ontwikkeling van de stamper. Hier verschuift de symmetrie namelijk van een bilaterale naar een radiale. Onder normale omstandigheden blijven de cellen tijdens de ontwikkeling van de stamper zich in de breedte delen. Maar missen de cellen de managers SPT en IND dan splitst het bovenste gedeelte van de stamper zich in tweeën. Kijk je vervolgens naar de cel delingen, dan blijken die in het bovenste gedeelte door de lengte te gaan.

Het pulserende patroon van cel cyclus genen beïnvloed waarschijnlijk de oriëntatie van de celdeling

Maar SPT en IND zijn managers, ze sturen andere genen aan. Zo stuurt SPT onder ander de genen aan die belangrijk zijn voor de distributie van het hormoon auxine, dat op zijn beurt weer invloed uitoefent op de oriëntatie van celdelingen. Onder normale omstandigheden zagen de onderzoekers dan ook een grote hoeveelheid auxine in de delende cellen van de stamper. Maar niet bij afwezigheid van SPT.

Bij afwezigheid van SPT blijken cellen langer over de eerste fase van de celdeling te doen. Dit bleek te komen omdat zowel SPT als IND bepaalde cel cyclus genen aanstuurt. Maar zo toonde de onderzoekers ook aan, afwezigheid van deze specifieke cel cyclus genen resulteert niet een gespleten stamper. Het is dus niet enkel de cel cyclus zelf dat bij afwezigheid van SPT of IND ontregeld is.

Naast SPT en IND blijkt namelijk auxine ook te reguleren wanneer deze specifieke cel cyclus genen aanstaan. Of beter gezegd, uitstaan. Daar SPT ook de hoeveelheid auxine in de cel regelt, resulteert dit voor deze specifieke cel cyclus genen in een pulserend aan/uit patroon. De onderzoekers vermoeden dat dit pulseren van de cel cyclus genen de oriëntatie van de celdeling beïnvloed. Al is er natuurlijk meer onderzoek nodig om dit te bevestigen.

Literatuur

Tasker-Brown, W., Koh, S.W.H., Trozzi, N., Maio, K.A., Jamil, I., Jiang, Y., Majda, M., Smith, R.S. and Moubayidin, L. (2024), An incoherent feed-forward loop involving bHLH transcription factors, Auxin and CYCLIN-Ds regulates style radial symmetry establishment in Arabidopsis. Plant J. https://doi.org/10.1111/tpj.16959

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.