Knowing what your neighbour is doing

Knowing what your neighbour is doing

Plant cells are connected to each other via their cell wall. While growing, it is therefore useful that they know what their neighbouring cells are doing. Now researchers show in Nature Plants how plants perceive changes of their neighbours: though holding on to them.

When plant cells don’t react to the growth of their neighbours, then their cells, and through them their organs can turn into strange shapes. All because the cells are connected. This might be awkward, but it also gives plants their rigidity. The fact that plants coordinate their growth with their neighbouring cells suggest that the cells can perceive changes in their cell wall. This the researchers decided to study in more detail.

The first thing they did was analyse which proteins were located at the edges of the cell. Using RAB-A5c, which brings other proteins to the edges of the cell, as a bait the researchers caught a whole lot of proteins that bind to RAN-A5c. Two often caught proteins were RLP4 and RLP4-L1.

RLP4 and RLP4-L1 perceive changes in neighbouring cell growth

Subsequently the researchers checked if these proteins are indeed located at the edges of the cell. This they did through attaching a fluorescence tag to these proteins. Using this the researchers observed that these proteins are located at the cell edges.

This was followed by analysing what these proteins are doing at the cell edges. The noticed that RLP4 and RLP4-L1 hold on to structures of the cell wall. At the moment these proteins are no longer holding on to the cell wall, the proteins disappeared from the edges. Like after the researchers removed the neighbouring cells.

Using RLP4 and RLP4-L1 plant cells perceive changes in the cell wall. Because they share their cell wall  with their neighbours, changes in the cell wall are a proxy for changes in growth of their neighbouring cells. When those is no longer synchronized with their own growth, then it is time for action.

Literature

Elliott, L., Kalde, M., Schürholz, AK. et al. (2024) A self-regulatory cell-wall-sensing module at cell edges controls plant growth. Nat. Plants. https://doi.org/10.1038/s41477-024-01629-8

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

Weten wat je buur doet

Weten wat je buur doet

Plantencellen zijn met elkaar verbonden via hun celwand. Gedurende de groei is het daarom handig om te weten wat hun buurcellen doen. Nu laten onderzoekers in Nature Plants zien hoe planten verandering bij hun buurcellen waarnemen: door ze vast te houden.

Reageren plantencellen niet op de groei van hun buurcellen, dan kunnen die cellen, en de daaruit voortkomende organen, wel eens rare vormen aannemen. De cellen zitten namelijk aan elkaar vast. Dit lijkt onhandig, maar het geeft planten ook hun stevigheid. Het feit dat plantencellen hun groei coördineren met hun buurcellen suggereert dat de cellen veranderingen in de celwand kunnen waarnemen. Dit besloten de onderzoekers nader te bestuderen.

Het eerste wat ze deden was het nagaan welke eiwitten er aanwezig zijn in de hoeken van de cellen. Door RAB-A5c, dat eiwitten naar de hoeken transporteert, als een hengel te gebruiken viste de onderzoekers een rits eiwitten op die aan RAB-A5c binden. Twee vaak opgeviste eiwitten waren RLP4 en RLP-L1.

RLP4 en RLP4-L1 merken veranderingen in groei van buurcellen op

Vervolgens bestudeerde de onderzoekers of deze twee eiwitten zich inderdaad in de hoeken van de cellen bevinden. Dit deden ze door een fluorescerend vlaggetje aan de eiwitten te hangen. Hierdoor zagen de onderzoekers dat de eiwitten inderdaad op de hoeken van de cellen zaten.

Hierna bestudeerde de onderzoekers wat de eiwitten daar deden. Hierbij viel op dat RLP4 en RLP4-L1 de structuren in de celwand vast hielden. Maar op het moment dat ze de celwand niet meer vast hadden verdwenen deze twee eiwitten uit de hoeken. Zoals wanneer de onderzoekers buurcellen weghaalde, na afloop zat er geen RLP4 of RLP4-L1 meer in de hoeken.

RLP4 en RLP4-L1 houden dus constant contact met de celwand. Is dit contact verbroken, dan groeit de buurcel iets sneller of langzamer. RLP4 en RLP4-L1 geven dan door aan het control center van de cel: het tijd voor actie.

Literatuur

Elliott, L., Kalde, M., Schürholz, AK. et al. (2024) A self-regulatory cell-wall-sensing module at cell edges controls plant growth. Nat. Plants. https://doi.org/10.1038/s41477-024-01629-8

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.

Slowly improving

Slowly improving

Rubisco, the most occurring enzyme of our planet, is not really efficient. It is more a good enough  type of enzyme. Now researchers from England show that rubisco is one of the slowest evolving proteins, which is improving with each slow step it takes.

Rubisco, the enzyme that is converting CO2 into sugars, originated in a completely different word. One with lots of CO2 and hardly any O2 in its atmosphere. Now that is reversed, which is making rubisco also a lot less efficient. It often confuses O2 for CO2. But that is raising the question: Why hasn’t this so important enzyme not further evolved?

To answer this the researchers studied the rubisco gene sequences of 488 species. Rubisco is build from 4 large an 4 small subunits. With the larger subunits doing the conversion of CO2 into sugars and the smaller subunits keeping everything in the right shape. The researchers discovered less differences between the genes of the large subunits than between the small subunits.

Rubisco belongs to the 1.9% slowest evolving protein

The researches compared the speed at which the large rubisco subunits collected changes with that of other genes. They discovered that rubisco belonged to the 1.9% slowest evolving proteins of the world. Showing that rubisco is evolving, albeit verry slowly.

Subsequently the researchers studied the effect of this slow evolution. Hereby the researchers discovered that each long lasting change in the gene of the large rubisco subunit positively contributes to the efficiency of the enzyme.

The researchers think that rubisco is evolving slower than most proteins because it 1) needs to keep its functionality, and 2) its required interaction with companion proteins. So a change with a negative effect on one of those will likely has a drastic negative effect on the vitality of the organism. Resulting in extreme slow evolution.

Literature

Jacques W. Bouvier, David M. Emms, and Steven Kelly (2024) Rubisco is evolving for improved catalytic efficiency and CO2 assimilation in plants. PNAS, 121 (11) e2321050121, https://doi.org/10.1073/pnas.2321050121

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.

Langzaam verbeteren

Langzaam verbeteren

Rubisco, het enzym dat het vaakst voortkomt op onze planeet, is niet echt het efficiëntst. Sterker nog het is een goed genoeg enzym. Nu laten onderzoekers uit Engeland zien dat rubisco een van de langzaamste evoluerende eiwitten is, die met elke stap een stukje beter doet.

Rubisco, het enzym dat CO2 omzet in suikers, is ontstaan in een hele andere wereld. Eentje waar er heel veel CO2 en heel weinig O2 in de atmosfeer aanwezig was. Nu is dat omgedraaid, wat rubisco ook een stukje minder efficiënt maakt. Het ziet O2 nog al eens aan voor CO2. Maar daarmee reist wel de vraag: waarom is dit o zo belangrijke enzym niet door geëvalueerd? 

Om dit te onderzoeken bestudeerde de onderzoekers de gen sequentie van rubisco genen van 488 soorten. Rubisco is opgebouwd uit 4 grote en 4 kleine delen. Waarbij het grote deel de reactie uitvoert en het kleine onderdeel alles op z’n plaats houdt. De onderzoekers ontdekte dat er tussen de genen voor het grote onderdeel veel minder verschillen waren dan tussen de genen voor het kleine onderdeel.

Rubisco behoord tot de 1,9% langzaamste evoluerende eiwitten

Toen ze de snelheid van het verzamelen van deze verschillen in het grote onderdeel van rubisco vergeleken met dat van andere genen ontdekte de onderzoekers dat rubisco tot de 1.9% langzaamste evoluerende eiwitten op aarde behoorde. Rubisco evolueert dus wel degelijk. Alleen het doet dit ontzettend langzaam.

Vervolgens bestudeerde de onderzoekers het effect van dit evolueren. Hieruit konden de onderzoekers opmaken dat elke blijvende verandering in het grote onderdeel van rubisco een positieve bijdragen heeft op de efficiëntie van het enzym.

De onderzoekers denken dat de reden voor de langzame evolutie te maken heeft met onder andere twee dingen. 1) behoud van z’n functie, en 2) de noodzakelijke interactie met andere eiwitten. Met ander woorden, mocht een verandering in het enzym een negatief effect hierop hebben, dat gaat het direct ten koste van de vitaliteit van het organisme. Met als gevolg extreem langzame evolutie.

Literatuur

Jacques W. Bouvier, David M. Emms, and Steven Kelly (2024) Rubisco is evolving for improved catalytic efficiency and CO2 assimilation in plants. PNAS, 121 (11) e2321050121, https://doi.org/10.1073/pnas.2321050121

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.