Wetenschap
Plantwetenschappelijk onderzoek maakt de weg vrij voor een beter begrip van hoe het immuunsysteem van planten functioneert
Onderzoekers in het laboratorium van Tessa Burch-Smith, Ph.D. van het Danforth Plant Science Center en de Universiteit van Tennessee, Knoxville, verrichten baanbrekend werk om te ontdekken hoe planten informatie, belangrijke moleculen en virussen tussen cellen overbrengen.
In een recente studie hebben ze aangetoond hoe plasmodesmata (PD) – structuren die aangrenzende cellen in bladeren en andere organen verbinden – worden gecontroleerd door de afzetting van callose (een koolhydraatpolymeer) wanneer planten reageren op een infectie. Hun onderzoek vergeleek verschillende methoden om de accumulatie van eelt rond de microscopische PD-kanalen rigoureus te kwantificeren en maakte de weg vrij voor een dieper begrip van hoe het immuunsysteem van planten werkt.
De resultaten van hun onderzoek zijn onlangs gepubliceerd in "Comparing methoden for detectie and quantification of plasmodesmal callose in Nicotiana benthamiana leaves", in het tijdschrift Molecular Plant-Microbe Interactions ..
Callose, een polymeer gemaakt van glucosemoleculen, is essentieel voor het reguleren van het intercellulaire verkeer via plasmodesmata (PD). Ziekteverwekkers manipuleren PD-gelokaliseerde eiwitten om intercellulair verkeer mogelijk te maken door callose bij PD te verwijderen of, omgekeerd, door callose-accumulatie bij PD te vergroten om intercellulair verkeer tijdens infectie te beperken.
Plantenverdedigingshormonen zoals salicylzuur reguleren PD-gelokaliseerde eiwitten om PD en intercellulair verkeer onder controle te houden tijdens immuunafweerreacties zoals systemisch verworven resistentie.
Het meten van callose-afzetting bij PD in planten is een populaire manier gebleken om de waarschijnlijke uitwisseling van moleculen tussen cellen tijdens de immuniteit van planten te beoordelen. Ondanks de populariteit van deze statistiek bestaat er geen standaard voor de manier waarop deze metingen moeten worden uitgevoerd.
Eerste auteur Amie Sankoh, Ph.D., en haar niet-gegradueerde collega, Joseph Adjei, vergeleken drie veelgebruikte methoden voor het identificeren en kwantificeren van PD callose door middel van anilineblauwkleuring en evalueerden om de meest effectieve in het bladmodel te bepalen. Zowel Amie als Joseph zijn doof en communiceren voornamelijk via Amerikaanse gebarentaal.
Uit hun resultaten bleek dat de meest betrouwbare methode gebruik maakte van anilineblauwe kleuring en fluorescentiemicroscopie om de eeltafzetting in vast weefsel te meten. Handmatige of semi-geautomatiseerde workflows voor beeldanalyse werden ook vergeleken en bleken vergelijkbare resultaten op te leveren, hoewel de semi-geautomatiseerde workflow een bredere verdeling van datapunten opleverde.
"We waren verrast hoe verschillend de betrouwbaarheid van de verschillende methoden voor het detecteren van eelt kon zijn. We denken dat dit werk de consistentie in experimenten in verschillende laboratoria aanzienlijk zal verbeteren", aldus Dr. Sankoh.
Deze studie was gebaseerd op het Advanced Bioimaging Laboratory van het Danforth Center. Het team is van plan het geïdentificeerde protocol en de analyse te gebruiken om te onderzoeken hoe eeltniveaus bij PD veranderen in de loop van een infectie met verschillende hormonen. Dergelijke onderzoeken zouden belangrijke momenten kunnen identificeren waarop Parkinson kan worden gemanipuleerd om het infectieproces te verstoren en plantenziekten te voorkomen.