RSSOok planten recycleren om energiezuinig te zijn
Plantencellen staan in contact met de buitenwereld via eiwitten in de celmembraan. Die eiwitten hebben uiteenlopende functies en kunnen vergeleken worden met antennes, schakelaars en poorten. Voor de goede werking van de cel moet de samenstelling van de membraaneiwitten continue aangepast worden. Nieuwe eiwitten worden ingebouwd in de membraan, terwijl oude eiwitten terug opgenomen en gerecycleerd worden door de cel. Het proces waarbij membraanmateriaal wordt opgenomen, noemt men endocytose. Een internationale groep wetenschappers onder leiding van Daniël Van Damme en Geert De Jaeger van VIB en Universiteit Gent samen met Staffan Persson van het Max Planck Instituut in Potsdam (Duitsland) identificeerden een nieuw eiwitcomplex dat aan de basis ligt van dit endocytose proces bij planten. Deze vinding werd vandaag gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Cell.
Opnemen en recycleren
Een plantencel is omgeven door een binnenste celmembraan en een buitenste celwand. Waar de celwand vooral stevigheid geeft aan de cel, zorgt de celmembraan voor de communicatie met de buitenwereld. Die communicatie verloopt met behulp van membraaneiwitten die verankerd zijn in de celmembraan. Dit kunnen receptoren zijn, die zoals antennes of schakelaars de aanwezigheid van bepaalde moleculen detecteren, of transporteiwitten die zoals poorten bepaalde moleculen kunnen binnenlaten in de cel. Om die communicatie perfect te laten verlopen, moet de cel op elk moment in staat zijn de samenstelling van zijn membraan aan te passen. Zo moeten bijvoorbeeld speciale receptoren naar het membraan gestuurd worden om bepaalde hormonen te herkennen of worden poorten in de membraan ingebouwd om nutriënten zoals ijzer en boor al dan niet op te nemen. Het proces waarbij nieuwe membraaneiwitten vanuit de cel naar de membraan gestuurd worden, heet exocytose. Omgekeerd worden membraaneiwitten, die niet meer nodig zijn of die nodig zijn op een andere plaats, terug opgenomen uit de membraan en gerecycleerd door de cel. Dit proces wordt endocytose genoemd. Aan de binnenkant van het celmembraan wordt daarvoor een soort kooi gevormd waardoor een stukje van de celmembraan afgesnoerd wordt. Het blaasje dat hierdoor ontstaat, bevat de opgenomen membraaneiwitten die vervolgens binnenin de cel naar de gewenste plaats gestuurd worden.
TPLATE wijst de weg
Endocytose wordt al tientallen jaren onderzocht zowel bij planten, dieren als gisten. Om membraaneiwitten te herkennen, op te nemen en om een kooi te vormen aan het celmembraan is een complex samenspel nodig van verschillende eiwitten. Bovendien moeten alle eiwitten op hetzelfde ogenblik op dezelfde plaats zijn om te kunnen samenwerken. Veel van deze onderdelen zoals het eiwit clathrine zijn al lang gekend en blijken universeel te zijn voor planten, dieren en gisten. Onderzoekers van VIB, Universiteit Gent en het Max-Planck-Instituut in Potsdam-Golm vonden echter een eiwitcomplex dat uniek is voor endocytose bij planten. Het complex bestaat uit het eiwit TPLATE en nog zeven andere voorheen onbekende eiwitten. Het TPLATE-complex blijkt een sleutelrol te vervullen vermits het complex als eerste aankomt op de plaats waar endocytose moet opgestart worden. Evolutionair gezien is de plantenspecificiteit van het TPLATE-complex een opmerkelijke ontdekking. Waar alle essentiële onderdelen van endocytosis uitwisselbaar zijn tussen dieren en planten blijkt het TPLATE-complex enkel in planten voor te komen. Deze onderzoeksresultaten, die enkel konden bekomen worden door de intense samenwerking tussen VIB en het Max-Planck-Instituut en dankzij de allernieuwste microscopische technieken, werden vandaag gepubliceerd in het prestigieuze wetenschappelijke tijdschrift Cell.
2013, een grand-cru jaar voor het plantenonderzoek van VIB
Het Planten Systeem Biologie departement van VIB publiceerde in 2013 niet minder dan 100 wetenschappelijke artikels, wat neerkomt op een gemiddelde van bijna twee per week. Naast de Cell publicatie van de onderzoeksgroep rond Daniël Van Damme waren er ook drie andere toppublicaties van VIB plantwetenschappers: Lieven De Veylder legde in Science een nieuwe stap bloot in de complexe regulatie van plantenstamcellen, Wout Boerjan publiceerde eveneens in Science een nieuw enzyme dat nodig is voor de productie van lignine en Alain Goossens toonde in Nature aan hoe het stresshormoon jasmijnzuur de productie controleert van triterpeen saponines, plantafweermoleculen waarvan de vorming gelijkenissen vertoont met de sterolsynthese bij de mens. Dertig jaar nadat de Gentse Universiteit wereldwijd in de belangstelling stond door de ontwikkeling van de eerste genetisch gewijzigde plant, speelt het Gentse plantenonderzoek onder leiding vanDirk Inzé nog steeds mee aan de wetenschappelijke top.
Publicatie
Astrid Gadeyne, Clara Sánchez-RodrÃguez, et al.
The TPLATE adaptor complex drives clathrin-mediated endocytosis in plants
Cell, online publication
© 2014 GENTBLOGT VZW