Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek

Eiwitconcentratie speelt ook de baas in planten

23 september 2009

Bewijs voor morfogengestuurde ontwikkeling in planten dichterbij

NWO-onderzoeker Marijn Luijten kan plantenwortels maken waar hij maar wil. Hij ontdekte namelijk, samen met zijn collega's, welke eiwitten in planten verantwoordelijk zijn voor de vorming van wortels. Bovendien laat hij zien dat de concentratie van deze eiwitten bepalend is voor het instrueren van de wortelcellen. Dit mechanisme was tot op heden alleen aangetoond in dieren. Luijten promoveert op 23 september aan de Universiteit Utrecht.

Marijn Luijten onderzocht welke genen in de modelplant Arabidopsis thalania (zandraket) verantwoordelijk zijn voor de vorming van wortels én voor de verschillende typen cellen in de wortel. Hij ontdekte dat de concentratie van zogenaamde PLT-eiwitten bepaalt welke eigenschappen cellen uiteindelijk krijgen. De eiwitten geven niet alleen de instructie: 'jij wordt een wortelcel'. De concentratie PLT-eiwitten op een bepaalde plek zegt tevens: 'jij wordt een stamcel' of 'jij stopt nu met delen en gaat wortelharen maken'.

Luijten slaagde erin om ook hoger in de plant de PLT-eiwitten aan te zetten. Normaalgesproken spelen deze eiwitten hier geen rol. Zodra Luijten de eiwitten aanzette, groeiden echter ook bovenin de plant wortels. Dit laat zien hoe belangrijk deze eiwitten zijn voor wortelvorming.

Vernieuwend onderzoek

Het idee dat de concentratie van bepaalde stofjes (morfogenen) op bepaalde plekken verantwoordelijk zijn voor de ontwikkeling van nieren in je onderbuik en armen aan je schouders bestaat al sinds de jaren '60 van de vorige eeuw. Deze theorie gaat er van uit dat een bepaalde concentratie van een morfogen cellen als het ware kan programmeren. De concentratie van deze stoffen op een bepaalde plaats maakt van een anonieme stamcel een hartcel, niercel of spiercel. Onderzoekers vonden al eerder bewijs voor de morfogentheorie in dierlijke organismen, maar het werd nooit succesvol beschreven in planten. Marijn Luijten brengt met zijn onderzoek het bewijs voor morfogenese in planten een grote stap dichterbij

Eerdere resultaten uit het promotieonderzoek van Luijten werden al gepubliceerd in het prestigieuze tijdschrift Nature. Hij ontdekte welk gen verantwoordelijk is voor het conserveren van stamcellen in de wortel van Arabidopsis thaliana en toonde daarmee aan dat de regulatie van stamcellen vanuit een controlecentrum mogelijk een oeroud mechanisme is.

Luijten werkte als promovendus aan de Universiteit Utrecht binnen de vakgroep ontwikkelingsgenetica onder leiding van Ben Scheres, winnaar van een Spinozapremie van NWO. Marijn Luijten voerde zijn onderzoek grotendeels uit op een Fellowship Genomics subsidie van NWO.

..............................

Meer informatie:

* Marijn Luijten (Universiteit Utrecht, nu Leids Universitair Medisch Centrum)

* t.: +31 (0)70 526 96 09, m.luijten@lumc.nl
* promotiedatum: 23 september

* promotor: prof. dr. B.J.G. Scheres, copromotor: dr. R. Heidstra

laatst gewijzigd op 23 september 2009