Wetenschap - 24 mei 2007

‘Babytalk’ toont wortelvorming

Embryo van de zandraket. De voorloper van de wortel licht groen op, in rood de auxineaanvoer vanuit bovenliggende embryocellen, en in blauw de plek van de celkernen.
Waarom maakt een plant wortels? Een fundamentele vraag die onderzoeker dr. Dolf Weijers probeert te beantwoorden door te kijken hoe cellen in plantenembryo’s met elkaar communiceren. ‘Babytalk heb ik het wel eens genoemd. Het is een simpele vorm van communicatie, maar met grote gevolgen’, zegt Weijers. ‘Dat alle planten wortels en bladeren hebben komt immers omdat cellen in een pril stadium op de juiste manier geprogrammeerd worden.’ Weijers leidt bij de leerstoelgroep Biochemie een jonge, internationale onderzoeksgroep die wil begrijpen hoe de stamcellen van de wortel in het vroege embryo worden aangelegd. Hij timmert hier flink mee aan de weg: zo ontving hij in 2006 van NWO onder andere een Vidi-subsidie van 600 duizend euro en riep de Nederlandse vereniging voor biochemie en moleculaire biologie (NVBMB) hem onlangs uit tot ‘veelbelovende jonge onderzoeker’. Onderdeel van deze jaarprijs was het symposium over celspecialisatie, vrijdag 18 mei in Wageningen, waarvan Weijers het programma mocht bepalen.
Het plantenhormoon auxine was sterspeler in veel symposiumbijdragen. Vroeg in de ontwikkeling van plantenembryo’s, tijdens de vorming van de wortelstamcellen – het wortelmeristeem – speelt auxine zelfs een opvallende dubbelrol, zo ontdekte Weijers. Hiervoor onderzocht hij het prille begin van de modelplant arabidopsis, de zandraket. ‘De celdelingen en de positie die de cellen tegenover elkaar innemen in het embryo verlopen dan volgens een vast patroon.’
Een wonderlijk onderdeel blijft volgens hem wanneer uit één cel twee heel verschillende cellen ontstaan, waarvan één de hypofyse wordt, de stamouder van alle wortelcellen. Auxine kan zorgen dat die wortelaanleg plaatsvindt, maar doet dit in een kettingreactie: het hormoon activeert een transcriptieschakelaar in de cellen naast de hypofyse en zorgt dat het vervolgens wordt getransporteerd naar de hypofyse, waar het de wortelvorming stuurt. ‘Hierdoor wordt de identiteit van een cel mede bepaald door naastliggende cellen, wat voor planten bijzonder is. Het is een waar auxinefeest. Het hormoon bepaalt dát er iets gebeurt, maar het lijkt weinig informatiewaarde te hebben. Wát er precies gebeurd ligt waarschijnlijk vooral aan de aanwezigheid van specifieke transcriptiefactoren. Hiervan hebben we nog maar het topje van de ijsberg in kaart gebracht.’
De heilige graal in zijn werk noemt Weijers de bevordering van wortelvorming. ‘Vele gewassen wortelen moeilijk. Dat vermogen wordt ook maar een keer aangelegd. Als we daar meer inzicht in krijgen en aan kunnen sleutelen, hoeft toepassing niet eens zo heel ver weg te liggen. We flirten daarom ook al een beetje met rijst.’

Re:ageer