Nieuwe studie: planten onthullen verborgen moleculaire interacties voor fosforregulatie

AmsterdamFosfor is essentieel voor de groei van planten en beïnvloedt processen zoals energietransport en fotosynthese. Recent hebben onderzoekers aan K-State, onder leiding van universitair hoofddocent Kathrin Schrick, een belangrijke ontdekking gedaan over hoe planten fosfor detecteren en gebruiken. Ze hebben een nieuwe interactie ontdekt tussen een specifieke transcriptiefactor en een fosfolipide dat fosfor bevat. Dit fosfolipide bindt aan de transcriptiefactor, die vervolgens genexpressie reguleert. Deze interactie is cruciaal voor hoe planten hun fosforniveaus beheren.

De ontdekking toont aan hoe planten de fosforniveaus in hun omgeving waarnemen en hun groei daarop aanpassen. In tegenstelling tot eerdere opvattingen die alleen algemene fysieke reacties onderscheidden, onthult dit nieuwe inzicht gedetailleerde processen op moleculair niveau. Belangrijke punten zijn:

• Fosfolipidebinding reguleert genexpressie
• Waarneming gebeurt via de buitenste laag van de plant, de epidermis
• Mogelijkheden voor het ontwikkelen van gewassen die fosfor beter benutten
• Invloed op veerkracht tegen droogte en klimaatverandering

Het laboratorium van Schrick loopt voorop in het aantonen hoe de beschikbaarheid van fosfor uit de omgeving direct invloed heeft op de genregulatie. Deze kennis kan een grote invloed hebben op de agrarische biotechnologie. Door te begrijpen hoe fosfolipiden interageren met transcriptiefactoren, kunnen wetenschappers deze routes genetisch aanpassen. Dit kan leiden tot gewassen die fosfor efficiënter gebruiken, wat belangrijk is omdat fosforhoudende meststoffen duur zijn en schadelijk voor het milieu.

Dit onderzoek biedt voordelen die verder reiken dan alleen de landbouw. Fosfor is schaars en efficiënter gebruik ervan is cruciaal voor duurzame groei. Door gewassen te ontwikkelen die beter met fosfor omgaan, kunnen boeren minder meststoffen gebruiken. Dit verlaagt de kosten en vermindert de ecologische schade door fosfor dat in water terechtkomt, wat schadelijke algengroei kan veroorzaaken.

Dit onderzoek kwam tot stand door de samenwerking van bachelorstudenten, promotieonderzoekers en postdoctorale onderzoekers van diverse instellingen. Ze maakten gebruik van geavanceerde technieken zoals massaspectrometrie om de interacties tussen eiwitten en lipiden te bevestigen. Deze brede aanpak benadrukt het belang en de complexiteit van het bestuderen van moleculaire interacties in planten.

Deze inzichten kunnen helpen bij de ontwikkeling van gewassen die beter bestand zijn tegen uitdagingen zoals droogte en klimaatverandering door hun opname van voedingsstoffen te verbeteren. Kennis over de genetische en moleculaire details kan leiden tot nieuwe vooruitgangen in de gewassenteelt.

Het project kreeg aanzienlijk veel federale financiering, wat wijst op het belang ervan voor de nationale voedselzekerheid en nieuwe biotechnologie. Door uit te leggen hoe planten fosfor op een fundamenteel niveau detecteren en erop reageren, baant deze studie de weg voor beter gewasbeheer en duurzame landbouw.