SLU-nyhet

Hur påverkar växthormonet auxin programmerad celldöd hos växter?

Publicerad: 07 november 2014

Eva Sundberg har fått 3,4 miljoner kronor för att undersöka vilka gener som är inblandade vid programmerad celldöd, PCD, hos växter och vilka av dessa som aktiveras av växthormonet auxin. Eva Sundberg är prefekt vid institutionen för växtbiologi och gläds åt att ytterligare tre forskare, Lars Hennig, Klaudia Köhler och Christina Dixelius, vid institutionen fått medel för sina projekt från Vetenskapsrådet.

Eva Sundberg. Foto: Mattias Thelander, SLU.

Växthormonet auxin sätter igång föränding

Växthormonet auxin används som signal för initiering av många olika utvecklingsbiologiska förändringar under växtens livscykel, som till exempel initiering av nya organ och differentiering av celler.

Forskning kring differentiering har fokuserats på levande celler, trots att flera differentierings program inkluderar omvandling från levande till döda celler - programmerad celldöd, PCD, säger Eva Sundberg.

Självmordsprogram viktigt för utvecklingen

PCD är ett kontrollerat självmordsprogram som behövs för att organismer ska utvecklas korrekt under deras livscykel, och för omvärldsbetingade tillväxtändringar och försvarsmekanismer. Till exempel är PCD ansvarig för det sista steget i utveckling av celler med speciella funktioner efter deras död, som vattentransporterande kärlsträngar, embryots suspensor och sekretoriska celler.

Trots att vår kunskap om de komponenter som bidrar till att utföra PCD hos växtceller ökar vet vi väldigt lite om vilka signaler som initierar utvecklingsbiologiskt reglerad celldöd. Om vi kan identifiera dessa signaler, har vi identifierat en väg att kontrollera dessa processer. Därmed får vi en möjlighet att utnyttja denna i program med mål att förbättra växters försvarsmekanismer, och till exempel vedbildning, säger Eva Sundberg.

Auxin kan framkalla celldöd

Det finns några få exempel som antyder att PCD hos vissa celler framkallas av auxin, som till exempel specifika cell-lager i de reproduktiva organen hos fröväxter.

Vi har nyligen funnit ett starkt samband mellan auxin och PCD i specifika celler i de honliga reproduktiva organen, arkegonierna, hos modellmossan Physcomitrella patens. PCD i dessa celler resulterar i en öppning av en kanal i mitten av arkegoniet genom vilken spermier kan simma för att nå fram till äggcellen när den är mogen för befruktning, säger Eva Sundberg.

3,4 miljoner till forskning om gener, auxin och celldöd

Eva Sundberg har fått 3,4 miljoner kronor från Vetenskapsrådets stora utlysning inom naturvetenskap och teknikvetenskap för projektet "The role of the plant hormone auxin in developmentally regulated cell death". Hon berättar:
Eftersom de arkegonieceller som genomgår PCD är väldefinierade i både tid och rum, och eftersom det auxin som används i dessa celler produceras lokalt, har vi funnit ett system som i sin enkelhet är unikt och enastående dugligt för studier kring auxinets roll vid initiering av PCD:

  1. Vi kommer att genetiskt ändra auxin-nivåerna i de celler som är ämnade att dö (kanalceller) och i den cell som troligtvis förmedlar att kanalcellerna ska dö, äggcellen, och sedan följa celldödsprocessen med elektronmikroskopi.
  2. För att identifiera vilka gener som aktiveras av auxininducerad PCD kommer vi att isolera enskilda celler i olika stadier av initiering och död med hjälp av laser.
  3. Från dessa celler kommer vi sedan att isolera alla mRNA transkript, och sekvensera dessa.
  4. Vi kommer att jämföra genuttrycket hos linjer med olika nivåer av auxinbiosyntes i kanal- och äggceller.
  5. Resultaten kommer att visa vilka gener som är inblandade i celldödsinitiering och i celldödsprogrammet, samt vilka av dessa som direkt aktiveras av auxin. Den här kunskapen kommer att vara mycket användbar för att guida forskning kring dessa frågor hos fröväxter.

Glädjande bidrag till växtbiologiforskningen

Eva Sundberg är prefekt vid institutionen för växtbiologi och gläds åt att ytterligare tre forskare vid institutionen, Lars Hennig, Klaudia Köhler och Christina Dixelius, fått medel för sina projekt från Vetenskapsrådets stora utlysning inom naturvetenskap och teknikvetenskap. Hon säger:

– Som prefekt är jag givetvis mycket glad att projekt föreslagna av fyra huvudsökande vid institutionen för växtbiologi, Lars Hennig, Claudia Köhler, Christina Dixelius och jag själv tillsammans med min medsökande Peter Bozhkov, beviljats medel av VR. Jag ser detta som en belöning för vårt kontinuerliga arbeta att bedriva högkvalitativ forskning, och att publicera i tidskrifter med hög synlighet.


Kontaktinformation
Sidansvarig: Li Gessbo