Fixed place

Fixed place

In the busy chloroplasts of a plant it is essential that starch has its own place to prevent it blocking the way. Now Swiss researchers show in PNAS that the protein MFP1 is picking the spot.

Starch is made by plants both to survive long and short periods or scarcity. While for the long terms scarcity starch is kept in specific organs, starch for short term scarcities stays in the chloroplasts. These glucose production centres are busy places. The production of temporary starch is therefore taking place at specific places. This, to prevent starch from blocking the way. But how the plant is deciding where to place its starch was still unknown.

To study this, the researchers turned to one of a group of recently discovered proteins that are involved in starch production, MFP1. In the group of recently discovered proteins involved in starch production MFP1 is a bit of an outsider. It is the only protein that is attached to the membrane. In this case to one of the membrane structures inside the chloroplasts.

MFP1 is the floor manager by starch production

The first thing the researchers did was analyse the influence of MFP1 on starch production. Less MFP1 resulted indeed in less starch. And more MFP1 in a little bit more starch granules.

But the interesting bit came when the researchers studied the influence of being attached toe the membrane. When they uncoupled MFP1 from the membrane, then the plant still produced starch granules, but less. When they gave MFP1 instructions to attach to a different chloroplast membrane, like its outer membrane, then the starch granules were only formed there.

MFP1 is therefore telling the rest of the starch production proteins where to set up shop. To make sure that the starch in the chloroplast is not blocking the way. Showing that even plants use floor managers to prevent the cell, or in this case the chloroplast, from turning it in an obstacle course from proteins.

Literature

Mayank Sharma, Melanie R. Abt, Simona Eicke , and Samuel C. Zeeman (2024) MFP1 defines the subchloroplast location of starch granule initiation. PNAS 121 (3) e2309666121, https://doi.org/10.1073/pnas.2309666121

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

Vaste plek

Vaste plek

In de drukke chloroplasten van een plant is het van belang dat zetmeel zijn eigen plek heeft, zodat het niet in de weg ligt. Nu laten Zwitserse onderzoekers in PNAS zien dat het eiwit MFP1 deze plek aanwijst.

Planten maken zetmeel aan voor het overleven van langere en kortere tijden van schaarste. Waar de zetmeelopslag voor lange tijd in specifieke organen van de plant plaatsvind, blijft het zetmeel voor de korte opslag in de chloroplasten. In deze glucose fabriekjes is het een drukte van belang. De aanmaak en tijdelijke opslag van zetmeel gebeurt daarom op aangewezen plekken. Zo ligt het zetmeel niet in de weg. Maar hoe de plant beslist waar deze plekken zijn was nog onbekend.

Om dit te onderzoeken bestudeerde de onderzoekers een van de recent ontdekte eiwitten die nodig zijn voor zetmeel productie, MFP1. In de groep van recent ontdekte zetmeel productie eiwitten is MFP1 een buitenbeentje. Het is namelijk het enige eiwit dat aan een membraan vastzit. In dit geval aan een van de membraanstructuren binnenin de chloroplast.

MFP1 is de floormanager bij zetmeel productie

Het eerste wat de onderzoekers deden was kijken of de hoeveelheid MFP1 zetmeel productie beïnvloed. Minder MFP1 resulteerde inderdaad in minder zetmeel. En meer MFP1 in iets meer zetmeelkorrels.

Maar het interestante kwam toen de onderzoekers onderzochten wat de invloed van het vastzitten aan het membraan bestudeerde. Koppelde ze MFP1 los van het membraan, dan maakte de plant nog steeds zetmeel korrels, maar wel minder. Gaven ze MFP1 instructies om zich aan een ander membraan te koppelen, zoals het buitenste membraan van de chloroplasten. Dan vormde daar de zetmeelkorrels.

MFP1 vertelt dus de rest van de zetmeel productie eiwitten waar ze aan de slag moeten. Zodat zetmeel in chloroplasten niet in de weg ligt. Ook planten gebruiken dus floormanagers om te voorkomen dat de cel, of in dit geval de chloroplast, een hindernisbaan wordt voor eiwitten.

Literatuur

Mayank Sharma, Melanie R. Abt, Simona Eicke , and Samuel C. Zeeman (2024) MFP1 defines the subchloroplast location of starch granule initiation. PNAS 121 (3) e2309666121, https://doi.org/10.1073/pnas.2309666121

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.

Layer against drought

An extra layer against drought

The suberin is a fatty layer between the cell membrane and the cell wall. In roots plants develop this layer either in the outermost or second outermost cell layer. American researchers now show in Nature Plants that in tomato plants this layer helps the plants to deal with drought.

The forming suberin is one of the ways how plants adapt to its environment. Circumstances determine the thickness of this layer. What makes studying this layer extra complex is that it is not always formed by the same cell types. Sometimes it is created by the outermost and sometimes by the second outermost cell layer. To gain somewhat more clarity about this, the researchers studied the forming and effect of subarin in tomato plants.

Like in tale cress plants, in tomato plants subarin is formed by its outermost cells of the root. Only this is different cell type. Tomato plant roots have an extra cell type that form the outermost cell layer of the roots. But like in tale cress roots, the outermost cell layer of tomato plant roots do acquire slowly a suberin layer when maturing.

Drought resistance can lay in a thin layer

With this the researchers could find out which genes the tomato plants need to develop suberin. In Absence of these genes the roots formed a less and less well suberin layer.

In addition the researchers noticed that in absence of the suberin genes, the plants reacted less well to their environment. Not only made the plants less suberin during water shortages. They also could not keep hold of the absorbed water.

This research shows that a better ability to deal with drought can lie in a thin layer. This gives breeders a new direction for the development of drought resistant plants.

Literature

Cantó-Pastor, A., Kajala, K., Shaar-Moshe, L. et al. A suberized exodermis is required for tomato drought tolerance. Nat. Plants (2024). https://doi.org/10.1038/s41477-023-01567-x

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

Laagje tegen droogte

Een extra laagje tegen droogte

Het suberin is een vettig laagje tussen het celmembraan en de celwand. In wortels maken planten dit aan in de buitenste of een-na-buitenste cellaag. Amerikaanse onderzoekers laten in Nature Plants zien dat in tomaten dit laagje de plant helpt om met water te kort om te gaan.

Het suberin is een van de manieren van planten om zich aan te passen aan hun omgeving. De dikte van dit laagje is afhankelijk van de omstandigheden. Wat het voor onderzoekers extra complex maakt om dit laagje te onderzoeken is dat het niet altijd door dezelfde cellen gevormd wordt. Soms bevind het zich in de buitenste cellaag, en soms in de een-na-buitenste. Om hier iet wat meer duidelijkheid over te krijgen bestudeerde de onderzoekers de vorming en effect van suberin in tomatenplanten.

Net als in zandraket planten, vormt suberin in tomatenplanten in de buitenste cellaag van de wortels. Alleen is dit een ander celtype. Tomatenwortels hebben namelijk een extra celtype dat de buitenste cellaag van de wortels vormen. Maar net zoals in zandraketwortels krijgen de buitenste cellen van tomatenplantenwortels geleidelijk een suberin laagje met het volwassen worden.

Droogte bestendigheid kan in een dun laagje liggen

Aan de hand hiervan konden de onderzoekers achterhalen welke genen er in tomatenplanten nodig zijn om suberin te maken. Waren deze genen afwezig, dan vormde er een minder en minder goed suberin laagje.

Daarnaast zagen de onderzoekers dat bij afwezigheid van de suberin genen de plant minder goed op de omgeving reageerde. Niet alleen maakte de planten bij gebrek aan water minder suberin aan. Ook lukte het de planten minder goed om het opgenomen water vast te houden.

Dit onderzoek laat zien dat beter bestendigheid tegen droogte in een dun laagje kan liggen. Het geeft veredelaars een nieuwe richting voor de ontwikkeling van droogte resistente planten.

Literatuur

Cantó-Pastor, A., Kajala, K., Shaar-Moshe, L. et al. A suberized exodermis is required for tomato drought tolerance. Nat. Plants (2024). https://doi.org/10.1038/s41477-023-01567-x

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.