Zandraket start zijn bloei nadat één eiwit van vorm verandert

Biologie

Bloeiende zandrakketten. Foto iStock.

Voor planten is het een kwestie van leven of dood: bloeien in de juiste periode. Gebeurt het te vroeg in het jaar, dan zijn er nog geen bestuivers. Bloeien ze te laat, dan lopen ze kans op vorstschade aan de vruchten.

De algemene aanname is dat het tijdstip van bloeien wordt bepaald door twee groepen eiwitten: één groep die ervoor zorgt dat cellen zich ontwikkelen tot bladeren, en een andere groep die de bladgroei juist moet stopzetten en aanzet tot bloemvorming. Maar bij de zandraket (Arabidopsis thaliana) – een veelgebruikte soort bij plantenonderzoek – blijkt één enkel eiwit te bepalen wanneer bloemen verschijnen. Moleculair biologen van de universiteit van Wisconsin-Madison verklaren deze week in Nature Genetics hoe die aan/uit-knop voor de bloei in werking wordt gezet.

Hun onderzoek richtte zich op het eiwit EBS, wat staat voor ‘early bolting in short day’. Uit eerder onderzoek was al bekend dat EBS een premature bloei voorkomt. Zandraketten waarbij het gen voor EBS experimenteel is gemuteerd, zodat het eiwit niet meer werd aangemaakt, kennen een (vaak té) vroege bloei. Ze vertonen dus een ‘vroege ontluiking tijdens korte dagen’.

Via binding aan histonen

Maarten Koornneef, emeritus hoogleraar plantengenetica van Wageningen Universiteit en emeritus directeur aan het Max Planck Instituut voor Plantenveredeling in Keulen: „In de natuur komen zulke mutanten meestal niet voor. Onderzoekers maken ze, om te begrijpen hoe bepaalde processen werken. Dat EBS iets met bloei doet was al lang bekend. Het nieuwe van dit artikel is het mechanisme dat de auteurs beschrijven: dat het eiwit via binding aan histonen werkt.”

Die histonen zijn ook eiwitten. Ze spelen een rol bij het aflezen van genen. De Amerikaanse biologen ontdekten dat de zandraketschakelaar EBS werkt via twee specifieke histonen. De eerste remt aflezing van de genen die bij de ontwikkeling van bloemen betrokken zijn, de tweede stimuleert ze juist. Beide histonen kunnen zich afwisselend aan EBS binden. Als het tijd is om te bloeien, verandert EBS iets van vorm, zodat het histon voor bloemontwikkeling zich makkelijker kan hechten.

Of dit bij andere plantensoorten ook zo werkt moet nog worden onderzocht, maar in juni schreven dezelfde auteurs al in Nature Communications dat de Westamerikaanse balsempopulier (Populus trichocarpa) soortgelijke bindingsvoorkeuren voor dezelfde twee histonen vertoont.

    • Gemma Venhuizen