New layer

New layer

You would think that for one of the most studied plants in the world it is clear by now how it looks. Still Dutch researchers have found something new. In a bioRxiv preprint they show that the early embryo is surrounded by a thin shell, the embryo envelop. And to be fair, this shell is difficult to see.

All life has a separation barrier between itself and the outside world. To prevent entering of unwanted pathogens or substances. Therefore, most plants are covered with a wax-like layer. This layer is already seen early in the development, from the hart-shaped embryo onwards. But what about earlier during embryo development, asked the Dutch researchers, is there something that protects it from the outside world?

To investigate this the researchers studied young embryos under the electron microscope. They noticed a thin layer encapsulating the embryos completely. By measuring its thickness, the researchers could exclude the possibility that it was a cell wall or cell membrane. Qua thickness it fitted just between these two.

The function of this new embryo envelop is still unclear

But what did they find? As embryos of plants that don’t have a wax-like layer are still encapsulated by this thin layer, it suggested that the researchers found something completely novel.

To find out what the composition of this new shell, the researchers treated embryos with different dyes and antibodies. They noticed the shell lights up when using a fluorescent dye that binds to lipids. In addition, the researchers observed the binding of antibodies that bind O-glycoproteins.

The function of this new protein rich embryo envelop is still unclear. More research is needed to discover this. It can be that the embryo envelop protects the young embryo against influences from outside. It can have a mechanical function, whereby it gives the growing embryo structural support. Or it can be something the researchers have not thought about. That makes finding something new so exciting.

Literature

Yosapol Harnvanichvech, Cecilia Borassi, Diaa Eldin S. Daghma, Hanne M. van der Kooij, Joris Sprakel, Dolf Weijers (2023) An elastic proteinaceous envelope encapsulates the early Arabidopsis embryo. bioRxiv 2023.05.03.539186; doi: https://doi.org/10.1101/2023.05.03.539186  

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

Nieuw laagje

Nieuw laagje

Je zou denken dat van een van de meest bestudeerde planten op aarde het ondertussen wel duidelijk is hoe deze eruit ziet. Toch hebben onderzoekers uit Wageningen er iets nieuws aan ontdekt, in een bioRxiv preprint laten ze zien dat het vroege embryo omwikkelt is door een dun schilletje, de embryo envelop.  En eerlijk is eerlijk, dit schilletje is ook bijna niet te zien.

Al het leven heeft een scheiding tussen zichzelf en de rest van de wereld. Om te voorkomen dat ongewenste ziektekiemen of stoffen binnenkomen. Zo hebben veel planten een wax-achtige laagje, over zich heen. Al vroeg in de ontwikkeling is dit wax-laagje aanwezig, al vanaf het hartvormig stadium van de embryo ontwikkeling. Maar vroegen de Wageningse onderzoekers zich af, is er eerder dan niets dat het ontwikkelende embryo beschermt tegen de buitenwereld?

Om dit te onderzoeken bestudeerde de onderzoekers de jonge embryo’s onder de elektronenmicroscoop. Een dun laagje bleek de embryo’s in z’n geheel te omwikkelen. Door de dikte van dit laagje te meten konden de onderzoekers uitsluiten dat het om celwand of celmembraan ging. Qua dikte viel dit velletje daar precies tussen in.

Wat precies de functie van dit embryo omhulsel is nog niet duidelijk

Maar wat was het dan wel? De eerste suggestie was toch een wax-laagje. Maar de embryo’s van planten die geen wax-laagje aanmaken, bleken nog wel omgeven te zijn met de embryo envelop. Dit suggereerde dat de onderzoekers met iets tot nu toe onbekends te maken hadden.

Om erachter te komen wat de samenstelling van dit nieuwe vliesje is, behandelde de onderzoekers de embryo’s met verschillende kleurstoffen en antilichamen. Hierbij zagen de onderzoekers het vliesje oplichten bij gebruik van fluorescerende kleurstoffen die aan vet-moleculen binden. Daarnaast observeerde de onderzoekers binding van antilichamen tegen O-glycoproteins.

Wat precies de functie van dit eiwitrijke embryo omhulsel is nog niet duidelijk. Daarvoor is meer onderzoek nodig. Het kan zijn dat de embryo envelop het prille embryo beschermt tegen invloeden van buitenaf. Het kan een mechanische functie hebben om de groeiende embryo stevigheid te geven. Of iets waar de onderzoekers nog niet aan gedacht hebben. Dat is het verassende van iets nieuws.

Literatuur

Yosapol Harnvanichvech, Cecilia Borassi, Diaa Eldin S. Daghma, Hanne M. van der Kooij, Joris Sprakel, Dolf Weijers (2023) An elastic proteinaceous envelope encapsulates the early Arabidopsis embryo. bioRxiv 2023.05.03.539186; doi: https://doi.org/10.1101/2023.05.03.539186

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.

Gained specificity

Gained specificity

Plants have veins to translocate nutrients from one location in the plant to another. Phloem, for the translocation form the leaves to the roots, and xylem for the opposite direction. They are essential for a healthy plant. In their absence plants starve. Still, there is little known about the development of these veins. No researchers from Germany have discovered the how the onset of phloem development is regulated.

The phloem consists out of sieve cells, which you can picture as cells without their regular content, and companion cells, which support the sieve cells to keep them alive. But what is initiating the development of phloem cells was unknown. However, the researchers had a hint: SMXL protein were required.

To discover the actual role of these SMXL proteins, the researchers studied plants that did not make any SMXL4 and SMXL5. These plants, so noticed the researchers, did not turn on genes needed for phloem development. Moreover, the roots of these plants hardly grew at all.

With SMXL4 and SMXL5 only binding to OBE3 in the phloem precursor cells, only those cells will develop into phloem

To find the next hind of what SMXL proteins are doing, the researchers analysed which proteins SMXL proteins interacted with. In the interaction assay SMXL5 was found to bind strongly to OBE3. To see if this interaction could happen in the plant, the researchers studied were in the plant these proteins occurred. The researchers observed SMXL4 and SMXL5 in the root only in the precursor cells of the phloem. While OBE3 was observed in more widely in the root tip. In addition, the researchers observed the location of SMLX and OBE3 proteins in the cell. This revealed that both SMXL5 and OBE3 located to the same spots in the nucleus.

As is known that OBE proteins influence the readability of the DNA, the researchers decided to analyse this in plants with and without OBE3, SMXL5 and SMXL4. Hereby they observed that plants in without OBE3 and SMXL5 and plants without SMXL4 and SMXL5 the genes needed for phloem development could not be read. This made it impossible for those plants to develop phloem veins.

Because OBE3 can only bind SMXL4 and SMXL5 in the phloem precursor cells it makes sure that only in those cells the phloem development genes can be read. In this way, the plant ensures that phloem veins can only develop in those predestined cells. Enabling a continuous stream of nutrients from the leaves to the root tips.

Literature

Eva-Sophie Wallner, Nina Tonn, Dongbo Shi, Laura Luzzietti, Friederike Wanke, Pascal Hunziker, Yingqiang Xu, Ilona Jung, Vadir Lopéz-Salmerón, Michael Gebert, Christian Wenzl, Jan U. Lohmann, Klaus Harter, and Thomas Greb (2023) OBERON3 and SUPPRESSOR OF MAX2 1-LIKE proteins form a regulatory module driving phloem development. Nat Commun 14, 2128. https://doi.org/10.1038/s41467-023-37790-5

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

Samen specifiek

Samen specifiek

Om voedingsstoffen van de ene locatie naar een andere te brengen hebben planten vaatbundel, Floëem, waar de stroom van blad naar wortel gaat, en xyleem voor de tegenover gestelde richting. Ze zijn essentieel voor een gezonde plant. Ontbreken ze, dan volgt verhongering. Toch is niet veel bekent over hun ontwikkeling. Nu hebben onderzoekers uit Duitsland hoe het begin van floëem ontwikkeling is gereguleerd.

Het floëem bestaat uit zeef-vaten, grofweg cellen zonder cel inhoud, en ondersteunende cellen, die de cellen van de zeef-vaten in leven houden. Maar wat aanzet tot de ontwikkeling van floëem cellen was onbekend. Wel hadden de onderzoekers aanwijzingen dat SMXL-eiwitten hierin een rol hadden.

Om te ontdekken wat de SMXL-eiwitten doen bestudeerde de onderzoekers planten die geen SMXL4 en SMXL5 konden maken. Deze planten, zo zagen de onderzoekers zetten de genen, waarvan al bekend is dat ze nodig zijn voor floëem ontwikkeling, niet aan. Ook groeide de wortels van deze SMXL4/5-loze nauwelijks.

Doordat SMXL4 en 5 alleen in de voorloper cellen van het floëem aan OBE3 binden, ontwikkelt het floëem zich alleen daar

Om de volgende hint te krijgen in wat de SMXL-eiwitten doen, onderzochten de onderzoekers aan welke eiwitten SMXLs binden. In de interactie assay bond SMXL5 sterk met OBE3. Vervolgens keken de onderzoekers waar in de plant OBE3 en SMXL aanwezig zijn. Waar de onderzoekers SMXL4 en 5 in de wortel alleen in de voorlopers van floëem cellen zagen, zagen ze OBE3 in veel meer wortel cellen. Ook bestudeerde de onderzoekers waar in de cel SMXL en OBE3 eiwitten zich bevonden. Deze bleken op dezelfde plek in de nucleus te zitten.

Omdat bekend is dat OBE-eiwitten de leesbaarheid van het DNA beïnvloeden, analyseerde de onderzoeker dit in planten met en zonder OBE3, SMXL5, en SMXL4.  Dit liet zien dat planten zonder OBE3 en SMXL5 en in planten zonder SMXL4 en SMXL5 de genen nodig om het floëem te vormen niet leesbaar waren. Dit maakte dat in deze planten geen floëem konden ontwikkelen.

Doordat OBE3 alleen aan SMXL4 en 5 in de voorlopers van de floëem cellen kan binden zorgt het ervoor dat alleen daar het floëem genen leesbaar zijn. Zo regelt de plant dat floëem alleen in de daar toe voorbestemde cellen ontwikkeld. Waardoor een continue stroom van voedingstoffen van het blad naar de worteltip kunnen stromen.

Literatuur

Eva-Sophie Wallner, Nina Tonn, Dongbo Shi, Laura Luzzietti, Friederike Wanke, Pascal Hunziker, Yingqiang Xu, Ilona Jung, Vadir Lopéz-Salmerón, Michael Gebert, Christian Wenzl, Jan U. Lohmann, Klaus Harter, and Thomas Greb (2023) OBERON3 and SUPPRESSOR OF MAX2 1-LIKE proteins form a regulatory module driving phloem development. Nat Commun14, 2128. https://doi.org/10.1038/s41467-023-37790-5

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.