protein deciphering

Deciphering the working of a protein

Proteins are the workers of a cell. But how these workers do their job is often unknown. Still researchers can make educated guesses based on how a protein looks, and where and when it is present in a cell and organism. But to really get to know what a protein does there is no other option than to study its parts in detail. Work that keeps lots of researchers occupied. As it did the Dutch researchers that studied how SCZ works, a protein that is needed for the correct growth of roots.

Plants that do not have any SCZ do not have any growth centres in their roots. Moreover, their root cap is unorganised, they have an extra layer of cells, and their root hairs don’t grow from the cells on the outer layer of the root, but from a deeper layer within. Al together lots of things going wrong. The question is what is the job of SCZ?

To find this out, the researchers analysed which part of SCZ is needed to rescue plants without any SCZ. In this regard, they made mutations in specific parts of the SCZ protein and inserted this protein into plants without SCZ. Studying the resulted plant showed that the DNA binding domain and the organizing domain where required for the rescue of plants without SCZ.

The DNA binding domain is giving SCZ its specificity

Based on these results and existing knowledge the researchers studied if SCZ is involved in either repressing or promoting the reading of genes. They did this by adding the active part of a known gene promotor or gene repressor to SCZ. Subsequently the researchers analysed which of these SCZ forms could rescue the roots of plants that did not have any SCZ. This occurred for the gene repressing addition, but not for the gene promoting addition. Suggesting that SCZ is a gene repressor.

Lastly the researchers studied which part of the SCZ protein is needed for specific gene-repression. This they did through swapping the DNA binding domain and organisation domain with those of a closely related protein. This showed that the DNA binding domain, not the organisation domain is giving SCZ its specificity.

Through the detailed studying of each part of SCZ the researchers discovered that SCZ is a gene repressor which is getting its specificity from its DNA binding domain. Now the next challenge is finding out which genes are repressed by SCZ.

Literature

Renan Pardal et al., (2023) SCHIZORIZA domain-function analysis identifies requirements for its specific role in cell fate segregation, Plant Physiology, kiad456, https://doi.org/10.1093/plphys/kiad456

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

eiwit uitpluizen

Het uitpluizen van een eiwit

Eiwitten zijn de werkers van een cel. Maar hoe deze werkers hun werk doen is vaak onbekend. Al kunnen onderzoekers wel een suggestie doen op basis van hoe het eiwit eruitziet, waar en wanneer het eiwit aanwezig is in de cel en het organisme. Echter om echt te weten te komen hoe een eiwit z’n werk doet zit er niets anders op dan dit minutieus uitpluizen. Werk waar veel onderzoekers druk mee zijn. Zo ook Wageningse onderzoekers die uitzochten hoe SCZ werk, een eiwit dat nodig is voor de groei van wortels.

Planten die SCZ missen hebben geen groeikern in hun wortels. Daarnaast is hun wortelmuts ongeorganiseerd, hebben ze een extra laag cellen, en groeien de wortelharen niet op de buitenste cellaag van de wortel, maar vanuit een diepere laag. Al met al gaat er behoorlijk wat mis. De vraag was dan ook wat voor werk doet SCZ?

Om dit uit te zoeken, gingen onderzoekers na welk onderdeel van SCZ nodig is om SCZ-loze planten te herstellen. Hiervoor maakte ze SCZ met mutaties in specifieke delen van het eiwit en voegde deze toe aan SCZ-loze planten. Bestudering van deze planten liet zien dat het DNA-binding domein en het organisatie domein van SCZ nodig zijn voor het herstel van SCZ-loze planten.

Het DNA-binding domein geeft SCZ zijn specificiteit

Op basis van dit resultaat en bestaande kennis onderzochten de onderzoekers vervolgens of SCZ nodig is om het aflezen van bepaalde genen te onderdrukken of juist te promoten. Dit deden ze door het actieve deel van een bekende gen-onderdrukker of gen-promoter aan SCZ toe te voegen. Vervolgens keken de onderzoekers of deze vormen van SCZ de wortels van SCZ-loze planten konden herstellen. Dit gebeurde bij SCZ met het gen-onderdrukkende toevoeging maar niet met het gen-promotende toevoeging. Suggererend dat SCZ een gen-onderdrukker is.

Vervolgens bestudeerde de onderzoekers welk deel van het SCZ-eiwit voor specifieke onderdrukking zorgt. Dit deden de onderzoekers doormiddel van het verwisselen van het DNA-binding domein en organisatie domein met die van een aan SCZ verwant eiwit. Hierbij bleek dat het SCZ DNA-binding domein SCZ zijn specificiteit geeft.

Door het minutieus uitpluizen van wat elk onderdeel van SCZ doet zijn de onderzoekers erachter gekomen dat SCZ een gen-onderdrukker is die z’n specificiteit dankt aan z’n DNA-binding domein. Nu is de volgende uitdaging het uitzoeken van welke genen door SCZ worden onderdrukt.

Literatuur

Renan Pardal et al., (2023) SCHIZORIZA domain-function analysis identifies requirements for its specific role in cell fate segregation, Plant Physiology, kiad456, https://doi.org/10.1093/plphys/kiad456

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.

GMO for consumers

Modified crops also benefits consumers

From the interviews, that I did while writing a piece about the advantages of genetic modifications, two things stood out. Firstly, the frustration of the researchers regarding the difficulty of getting their developed products on the marked, but also the hope that this would be easier in the future. For turning that hope into reality changes are needed. First obviously, the big barrier in the EU at the moment is the ban on genetically modified crops. But there are two more important points that need to be addressed, the public opinion about genetic modified crops and the costs that come with the approval procedure.

Public perception

Starting with the public perception; in Europe it is often viewed as unnatural and not needed. Breeders and growers might be in favour of genetic modified crops, but the public, the consumer is not seeing its benefits. That is why it is important that consumers can see how genetic modified crops benefit them.

Crops that are healthier and more nutritious. Basically, crops that produce fruit and vegetables that have something extra for the consumer. And especially the western consumer. Like tomatoes with vitamin D. GABA-tomatoes that have a blood pressure lowering effect. Or wheat free of glutes that are harmful for celiac patients. The development of this kind of crops will help to shift the public perception of genetically modified crops.

High costs

Then there are the costs that comes along with the process of receiving approval and allowance on the market. Currently these often run in the millions of dollars. Money that university and small companies don’t have. The effect is two sided. While products with a smaller distribution size, often developed through universities and research institutes funded with public money, stay on the shelf. Wanted products often.

But, the products that in the end do end up on the marked often come from a small group of multinationals. This is a disadvantage as it makes farmers dependent on those multinationals, as there is no alternative. But also, because these multinationals only go for crops which will profit them. Products with big markets. These will in time replace alternative local products. Resulting in a reduced choice.

Changes in public perception and costs, will enable the full potential of genetic modification and gene editing

The costs are that high because for each crop for which somewhere during its development genetic modification is used must be tested on safety. This is done through large field studies and analysis of possible toxicity. Also, when we know that the introduced modification is found safe in the past. Even when we know that the modification will not result in the production of toxic products.

The costs are a direct effect in the current regulations. Often based on the knowledge we had 20 years ago. In the intermediate time the technique on its own has proven itself safe for humans, animals, and nature. The cost can be reduced through adjusting those regulations. That is not to say that there should be no test on safety. But that the requests should be more realistic, more in line to what is expected from crops developed through traditional breeding. Using the current knowledge and techniques.

Change on these two points, public perception, and costs, will enable the full potential of genetic modification and gene editing. With advantages for consumers, growers, and breeders.

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

GMO voor consument

Gemodificeerde gewassen ook voordelig voor de consument

Uit de interviews die ik deed voor het stuk over de voordelen van genetische modificatie dat ik voor KIJK schreef vielen twee dingen op. Ten eerste de frustratie over het niet naar de markt kunnen brengen van de door hun ontwikkelde producten. Daarnaast was er de hoop dat in de toekomst wel zou lukken. Om die hoop waar te maken zijn er wel veranderingen nodig. Ten eerste de overduidelijke sta in de weg in de EU op het moment: het verbod op genetisch gemodificeerde gewassen. Maar daarnaast zijn er nog twee belangrijke punten waar verandering gewenst is, de publieke kijk op genetische gemodificeerde gewassen en de kosten die met de toelating gepaard gaan.

Publieke perceptie

Om te beginnen de publieke perceptie; dat is er zeker in Europa een van dat het onnatuurlijk en onnodig is. Veredelaars en telers mogen dan misschien wel een voorstander zijn van genetische modificatie, maar het publiek, de consument ziet er het nut niet van in. Daarom is het belangrijk dat de consument ook kan zien wat zijn voordeel is.

Gewassen die gezonder en voedzamer zijn. Simple gezegd gewassen die groeten of fruit produceren die iets extra’s hebben voor de consument. En dan voornamelijk de westerse consument. Zoals tomaten met vitamine D. GABA-tomaten die een bloeddrukverlagend effect kunnen hebben. Of tarwe vrij van de voor coeliakiepatiënten schadelijke gluten. De ontwikkeling van dit soort gewassen zal helpen de publieke kijk op gemodificeerde gewassen te veranderen.

Hoge kosten

Dan is er nog de kosten die gepaard gaan met de goedkeuring en toelating op de markt. Op het moment lopen die veel al in de miljoenen dollars. Geld dat universiteiten en kleine ondernemingen niet hebben. Dit heeft een twee ledig effect. Ten eerste blijven producten met een kleinere afzetmarkt, veelal ontwikkeld door universiteiten en onderzoeksinstellingen op de plank liggen. Producten waar wel vraag naar is.

Maar de producten die uiteindelijk wel op de markt komen zijn afkomstig van enkele grote multinationals. Dit is nadelig omdat boeren zo afhankelijk worden van deze multinationals, er is tenslotte vaak geen goed alternatief. Maar ook voor ons omdat deze multinationals alleen voor die gewassen gaan waar er winst op te behalen is. Producten met een grote afzetmarkt. Die verdringen op de duur de alternatieve, lokale producten. Met een verarming van het aanbod als gevolg.

Verandering in de publieke perceptie en kosten zullen het volle potentieel van genetische modificatie en gen editing mogelijk maken

Dat de kosten zo oplopen heeft te maken dat we ieder nieuw gewas waarbij ergens in de ontwikkeling gebruik is gemaakt van genetische modificatie testen op veiligheid. Dit gebeurt met meer jarige veldproeven en analyse op mogelijke giftigheid. Ook als we weten dat de ingebrachte modificatie veilig is gevonden in het verleden. Ook als bekend is dat de modificatie niet in de productie van giftige stoffen resulteert.

Deze kosten zijn direct een effect van de huidige regelgeving. Veelal gebaseerd op de kennis van 20 jaar terug. We weten inmiddels dat de techniek op zichzelf veilig is voor mens, dier, en natuur. De kosten kunnen om laag door de regelgeving daarop aan te passen. Dat wil niet zeggen dat er niet getest moet worden op veiligheid. Maar dat de eisen meer realistisch moeten zijn, meer in lijn met de verwachtingen voor gewassen uit de klassieke veredeling. Gebruikmakend van de huidige kennis en technieken.

Verandering op deze twee punten, publiek perceptie en kosten, zullen het volle potentieel van genetische modificatie en gen editing mogelijk maken. Met voordelen voor zowel de consument, teler en veredelaar.

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.