[https://meltwater-apps-production.s3.amazonaws.com/uploads/images/55278eef35dc11c18485e630/blobid1_1509614578648.png]
Persbericht Wageningen University & Research, nr.020, 27 maart 2018
https://www.wur.nl/nl/Expertises-Dienstverlening/Onderzoeksinstituten/plant-research/show-wpr/Genoomarcheologen-graven-de-oorsprong-van-een-plantenhormoon-op.htm<http://link.email.dynect.net/link.php?DynEngagement=true&H=%2Bdu7sJaY23OO%2BqQ6mC2QqglzHYl8onDna9bYv0z8S%2B2c1yLWI1mxfm%2FIsby8kk8aAynGRVGYkIFYiWiC0JNTnPLG8IzhKo1l9z6pv67n6Zc3M4FNhF7Pww%3D%3D&G=0&R=https%3A%2F%2Fwww.wur.nl%2Fnl%2FExpertises-Dienstverlening%2FOnderzoeksinstituten%2Fplant-research%2Fshow-wpr%2FGenoomarcheologen-graven-de-oorsprong-van-een-plantenhormoon-op.htm&I=20180327060006.0000000f7909%40mail6-59-ussnn1&X=MHwxMDQ2NzU4OjVhYjkxNzhjMTc0ZTRmMzA1Zjg5MzllMzs%3D&S=QXd6AvCFVIxyFHpPyN56sI1m4Ife93yHZEg9kQmwnrA>
Genoomarcheologen graven de oorsprong van een plantenhormoon op
Op zoek naar de oorsprong van het universele hormoon auxine in planten kropen
Wageningse biochemici en bioinformatici in de huid van archeologen. Diep in de
evolutionaire geschiedenis van het plantenleven op aarde, zo’n miljard jaar
geleden, boorden zij de eiwitbrokken aan die toen al met het plantenhormoon van
doen hadden. De zoektocht brengt informatie aan het licht die
levenswetenschappers inzicht geeft in de evolutie, mogelijkheden schept voor
plantenveredelaars en perspectief voor telers. Het onderzoeksteam publiceert
zijn ontdekkingstocht in het leidende online tijdschrift eLife van 27 maart.
Een plant groeit aan de top het hardst, maakt zijstengels en dikkere wortels,
bladeren die naar het licht draaien, bloemen en vruchten in allerlei vormen.
Het is het plantenhormoon auxine dat deze ontwikkelingen in gang zet. Auxine is
aanwezig in de cellen en plantenweefsels in verschillende concentraties. Het is
dan ook een van de meest complexe biochemische systemen waarmee een plant zijn
groei bepaalt. “Het is wonderlijk hoe zo’n complex systeem een keur aan
processen heeft ontwikkeld, zoals we zien in bloemplanten”, zegt
onderzoeksleider prof. Dolf Weijers, hoogleraar Biochemie aan Wageningen
University & Research. “Je moet denken aan de celdeling, celgroei en de
differentiatie naar allerlei celsoorten, bijvoorbeeld van stengels, bladeren of
een vrucht. Het grote mysterie is hoe al die verschillende reacties mogelijk
zijn met dit stokoud signaalstofje, en hoe zo’n complex systeem is ontstaan”.
Duizend plantensoorten
Promovendus Sumanth Mutte in het team van Dolf Weijers stortte zich op het
genoom van ruim duizend plantensoorten. Ze kozen soorten die alle nu nog leven,
maar een verschillende evolutionaire levensgeschiedenis kennen. Daaronder de
‘moderne’ bloeiende planten die zich 320 miljoen jaar geleden afsplitsten en
die nu een zeer complex auxinesysteem kennen; oudere soorten zaadplanten, zoals
coniferen, en sporenplanten zoals varens en de nog vroegere mossen, ruim een
half miljard jaar oud. De oudste op auxine onderzochte levensvorm waren
eencellige, groene algen, stammend uit het diepe verleden van een miljard jaar.
Drie vroege eiwitfamilies
“In die ongelooflijk lange periode is er heel veel gebeurd in de plantencellen,
vertelt prof. Weijers. “Zo zijn veel genomen verdubbeld of verviervoudigd. En
dat had tot gevolg dat er heel veel verschillende eiwitten in de plant een
functie gingen vervullen. Vanaf een half miljard jaar geleden, toen de eerste
landplanten verschenen, is het auxinesysteem zoals we dat nu kennen compleet.
We zagen, tot onze verrassing dat er van de drie eiwitfamilies die de functies
van auxine uitvoeren er al één aanwezig was in de groene algen. Op nog grotere
‘diepte’, een miljard jaar terug, toen het leven zich nog geheel in het water
afspeelde, stuitte onze zoektocht op brokstukken van de drie eiwitfamilies. Die
treffen we dus nog steeds in de huidige planten aan, maar hebben hun oorsprong
in groene algen, en hadden waarschijnlijk oorspronkelijk een andere functie.”
Experimentele genoomarcheologie
Post-doc Hirotaka Kato verifieerde vervolgens de bevindingen door
‘experimentele genoomarcheologie’ uit te voeren met planten uit drie
verschillende tijdperken: algen, mossen en een varen. Zij keken hoe deze
genomen reageren op auxine, door bijvoorbeeld het aantal genen te bepalen dat
door het hormoon aan- of juist uitgezet wordt. “Hierdoor konden we zien hoe het
auxinesysteem complexer is geworden, en aan welke knoppen de plant kan draaien
om het hormoon voor nieuwe processen in te zetten, om zo haar groei en vorm te
reguleren,” licht prof. Weijers toe.
Meer kennis van de fundamentele werking van auxine is van belang voor de
levenswetenschappen an sich. Hoe functioneert de plant op verschillende
niveaus, van cel tot organen en als geheel. Die kennis is straks te vertalen in
veredelingsprogramma’s, voor het ontwikkelen van nieuwe rassen van
voedselgewassen. “Als je beter begrijpt hoe de plant controle houdt over zijn
eigen groei en ontwikkeling, kan de veredelaar en straks de teler een gezonder
en beter gewas leveren.”
De studie werd uitgevoerd binnen een Vici-subsidie van NWO, een nationale,
persoonsgebonden subsidieregeling.
Artikel in eLife
Mutte, S., Kato, H., Rothfels, C., Melkonian, M., Wong, G.K.-S., and Weijers,
D. (2018). Origin and evolution of the nuclear auxin response system. eLife, 27
maart 2018. DOI: https://doi.org/10.7554/eLife.33399
NOOT VOOR DE REDACTIE
Meer informatie bij prof.dr. Dolf Weijers, hoogleraar Biochemie Wageningen
University & Research, tel. 0317 482866,
dolf.weijers@xxxxxx<mailto:dolf.weijers@xxxxxx> of via Jac Niessen,
wetenschapsvoorlichter, tel. 0317 485003,
jac.niessen@xxxxxx<mailto:jac.niessen@xxxxxx>.
zie ook
https://elifesciences.org/<http://link.email.dynect.net/link.php?DynEngagement=true&H=%2Bdu7sJaY23OO%2BqQ6mC2QqglzHYl8onDna9bYv0z8S%2B2c1yLWI1mxfm%2FIsby8kk8aAynGRVGYkIFYiWiC0JNTnPLG8IzhKo1l9z6pv67n6Zc3M4FNhF7Pww%3D%3D&G=0&R=https%3A%2F%2Felifesciences.org%2F&I=20180327060006.0000000f7909%40mail6-59-ussnn1&X=MHwxMDQ2NzU4OjVhYjkxNzhjMTc0ZTRmMzA1Zjg5MzllMzs%3D&S=-71n1iIGcbiZpo-BgP2w6Vfch3nGOq-EPr7kiyKXY6s>
In 2018 bestaat Wageningen University & Research 100 jaar. Vanuit de missie ‘To
explore the potential of nature to improve the quality of life’ combineren wij
fundamentele en toegepaste kennis om bij te dragen aan het oplossen van
belangrijke vragen in het domein van gezonde voeding en leefomgeving. Onze
6.500 medewerkers en 10.000 studenten laten zich met open en nieuwsgierige blik
inspireren door natuur, maatschappij en technologie. Inspiratie die ons al een
eeuw in staat stelt om te verwonderen, kennis te ontwikkelen en deze wereldwijd
toe te passen; oftewel 100 years Wageningen Wisdom & Wonder. www.wur.nl
