Wetenschap - 10 oktober 2019

Twee bouwstenen laten planten de hoogte in groeien

tekst:
Albert Sikkema

320 Miljoen jaar geleden gingen planten omhoog groeien. Ze gingen vaatweefselcellen maken. Promovendus Nicole van ’t Wout Hofland ontdekte twee bouwstenen van deze vaatweefselplanten.

Vaatweefsel in planten, ©Shutterstock

Als we de evolutie van planten bouwkundig moeten samenvatten, dan waren er eerst alleen maar algen, daarna ontstonden de mossen (zonder vaatcellen) en daarna ontstonden planten met vaatcellen. Dat vaatweefsel zit door de hele plant heen en zorgt voor het transport van water en voedingsstoffen. Het zijn een soort rietjes die ook stevigheid bieden aan de plant, zegt Van ’t Wout Hofland. Met de komst van de vaatcellen konden planten omhoog groeien.

Bouwstenen
Hoe zijn die vaatcellen ontstaan in de evolutie? Van ’t Wout Hofland keek naar twee bouwstenen van planten, de eiwitten TMO5 en LHW. Deze bouwstenen zijn eerder onderzocht. Samen schakelen ze een gen aan dat zorgt voor de aanmaak van groeihormoon in de plant. Dat groeihormoon, cytokinine, zorgt voor delingen van de vaatcellen. Hoe meer TMO5 en LHW de plant heeft, hoe dikker de vaatbundels worden. Het verband tussen de twee eiwitten en de vaatcellen was dus al aangetoond.

Gebonden
Van ’t Wout Hofland wilde achterhalen of de twee eiwitten bepalend waren bij de ontwikkeling van vaatplanten. Daarom keek ze of algen TMO5 en LHW bevatten. Tot haar verrassing was dat het geval, maar de eiwitten konden hun functie niet uitoefenen, want ze waren niet aan elkaar gebonden. Toen ze daarna mossen onderzocht, bleek dat de eiwitten daarin wel aan elkaar gebonden waren, maar nog niet het gen konden activeren om groeihormoon te maken.

Mos
Toen ze het eiwit LHW in de modelplant Arabidopsis verving door eiwit LHW uit een mos, maakte de plant geen groeihormoon en vaatcellen meer aan. Maar toen ze het eiwit TMO5 omzette van mos naar Arabidopsis, maakte de plant wel groeihormoon aan.

Voorouder
De eerste stap voor de aanmaak van vaatcellen moet daarom zijn ontstaan in een voorouder van mos die vermoedelijk niet meer bestaat, denkt Van ’t Wout Hofland. ‘Ik heb een van de mechanismen gevonden waarom planten omhoog groeien, maar we weten nog niet of dit het bepalende mechanisme is.’ Hebben we daar in praktijk wat aan? ‘Niet direct. Als je deze eiwitten een boost geeft, kun je misschien dikkere bomen telen.’

Nicole van ’t Wout Hofland promoveerde op 8 oktober bij Dolf Weijers, hoogleraar Biochemie


Re:ageer