Het is een belangrijk proces in de landbouw: regeneratie (herstel) van planten uit delende cellen. Telers gebruiken het om vanuit kleine stekken nieuwe planten te laten groeien. Tot nu toe was het mechanisme achter het regeneratieproces grotendeels een mysterie. Onderzoekers van Wageningen University & Research bewijzen nu hoe organen in planten worden hersteld nadat ze zijn beschadigd, zodat het in de toekomst mogelijk is om dit proces te stimuleren.
In de tuinbouw wordt het principe van regeneratie al eeuwen gebruikt. "Telers verwonden planten bij stekken, enten (een deel van een plant vastmaken op een deel van een andere plant) en in weefselkweek door er een stuk van af te halen. Vervolgens ontstaat nieuw plantenweefsel, zoals bladeren, bloemen en wortels," zegt Hoogleraar ontwikkelingsbiologie Ben Scheres. "Maar niet alle gewassen hebben een snel herstelsysteem. Met ons onderzoek zijn we een stap dichterbij het kunnen stimuleren van herstel van plantenweefsel, belangrijk voor de verbetering van gewassen."
Verwonding van wortels
Na verwonding van scheuten of wortels produceren planten de signaalstof jasmonzuur. Tot nu toe werd gedacht dat deze stof voornamelijk diende om chemische afweer tegen indringers zoals insecten en nematoden (parasieten die plantenziekten veroorzaken) te stimuleren en om groei te onderdrukken. Het werk van Wageningse onderzoekers laat zien dat jasmonzuur via een nieuwe signaalroute communiceert met de plantaardige variant van het retinoblastoma eiwit en dat deze route van belang is tijdens de groei van wortels in de bodem en voor interactie met nematoden.
Stamcellen
Retinoblastoma is als tumor suppressor eiwit uitgebreid bestudeerd in medisch onderzoek als remmer van celdeling. "In planten remt retinoblastoma celdeling, maar ook stamcel-activiteit. Die stamcel (basiscel)-activiteit is juist nodig om beschadigd weefsel te repareren," zegt Ben Scheres. "Door met jasmonzuurproductie retinoblastoma activiteit te verminderen in beschadigd weefsel kunnen planten dus stamcellen activeren om daarmee weefsel te repareren."
Regeneratievermogen
"Niet alleen retinoblastoma is een factor die zowel bij dieren als in planten een sleutelrol in de stimulatie van celdeling speelt. Het is fascinerend dat jasmonzuur verwant is aan prostaglandines, die in dierlijke systemen stamcelactiviteit stimuleren tijdens weefselregeneratie," zegt Ben Scheres.
"Misschien kunnen we in de plant, met z'n fantastisch vermogen tot herstel van organen en hele planten uit enkele cellen, leren hoe we het herstel van plantenweefsel optimaal kunnen stimuleren voor landbouwkundige toepassingen. Het kan ook medisch relevant zijn als inderdaad blijkt dat het proces achter regeneratie verwant is aan herstel van lichaamsdelen in dieren.''
Het onderzoek van hoofdauteur Wenkun Zhou is op 4 april gepubliceerd in Cell. Het onderzoek is uitgevoerd in de vakgroep ontwikkelingsbiologie van planten geleid door Ben Scheres in samenwerking met de vakgroep nematologie en de groep van Chuangyou Li werkzaam bij de Chinese academie van wetenschappen.
Bron: Wageningen University & Research