Plantenembryo’s onder de microscoop: de oplichtende stukken zijn de soseki-eiwitten. Foto: WUR Biochemie. Alle cellen hebben een boven-, onder-, voor-, achter-, binnen- en buitenkant ten opzichte van de andere cellen om zich heen. ‘Om driedimensionale vormen te maken, moet de cel weten welke kant die op moet delen’, vertelt Dolf Weijers, leerstoelhouder Biochemie. ‘Als dat verkeerd gaat, wordt er bijvoorbeeld geen blad gevormd of zal een zaadje niet ontkiemen.’
Bij dierencellen was al bekend hoe dit proces werkt, maar bij planten was dat een mysterie. De onderzoekers ontdekten een nieuwe set eiwitten die de cel ‘vertellen’ wat de polen van het kompas zijn. De eiwitten, die zich vooral in de hoeken van de cellen bevinden, kregen de naam Soseki, Japans voor hoeksteen. ‘De ontdekking is een gigantische stap voorwaarts in ons begrip over hoe plantencellen polariteit ontwikkelen,’ vertelt Weijers enthousiast. De onderzoekers publiceren hun bevindingen 8 februari in Nature Plants.
Evolutie
Daarnaast vonden de onderzoekers veel overeenkomsten tussen de kompas-eiwitten van planten- en dierencellen. Weijers: ‘Dat was onverwacht, want alles wees er tot nu toe op dat die kompassen totaal verschillend waren. Planten en dieren hebben een gemeenschappelijke eencellige voorouder, en omdat een kompas vooral in meercellige organismen belangrijk is, werd gedacht dat zulke kompassen in planten en dieren onafhankelijk van elkaar ontstaan zijn.’ De ontdekking van de Soseki-eiwitten laat zien dat het kompas al stokoud is, veel ouder dan gedacht, en misschien zelfs al in de eencellige voorouder aanwezig was.
Het is een grote doorbraak, maar er blijft genoeg mysterie over. Weijers: ‘Voor nu weten we alleen dat deze eiwitten onderdeel van het kompas vormen, maar nog niet of ze ook een belangrijke functie hebben. We zien wel dat als de eiwitten in een bepaalde hoek van de cel zitten, ze de richting van celdeling kunnen aansturen.’ Deze kennis kan in de toekomst volgens Weijers wellicht worden gebruikt bij plantenveredeling. ‘Als je heel precies weet hoe het werkt, kun je als het ware gaan boetseren met cellen en elke vorm creëren.’