Wetenschappers van het John Innes Center hebben de driedimensionale structuur van een strigolactonreceptor vastgelegd en onthullen hoe dit hormoon de groei en ontwikkeling van planten verfijnt.

Strigolactonen zijn een groep plantenhormonen die een breed scala aan processen reguleren, zoals scheut- en wortelvertakking, bladveroudering en verdediging tegen ziekten en plagen.

Het ontsluiten van de structuur van het strigolactonreceptoreiwit, DWARF14 (D14), is een belangrijke doorbraak die wetenschappers in staat stelt de moleculaire mechanismen te begrijpen waarmee strigolactonen hun controle uitoefenen.

"Dit is de 'heilige graal' van strigolactonsignalering - we werken al jaren aan het vastleggen van deze structuur", zegt dr. Eva Benkova van het John Innes Centre. "Nu we de structuur hebben, kunnen we de moleculaire details zien van hoe het hormoon wordt gebonden door D14 en hoe dit stroomafwaartse signalering teweegbrengt."

De onderzoekers ontdekten dat D14 conformationele veranderingen ondergaat na binding van strigolactonen. Door deze vormverandering kan D14 zich binden aan een eiwitcomplex dat de MAX2 F-box wordt genoemd en dit remmen. Deze interactie resulteert uiteindelijk in de afbraak van een eiwit genaamd D53, waardoor transcriptiefactoren vrijkomen die verschillende aspecten van de plantengroei en -ontwikkeling controleren.

"Onze studie onthulde ook een fascinerend evolutionair verband tussen strigolactonen en lichtsignalering - we identificeerden structurele overeenkomsten tussen D14 en fototropine, een eiwit dat blauw licht waarneemt", zegt dr. Benkova. "Dit roept intrigerende vragen op over het evolutionaire traject en de diversificatie van hormoonsignaleringsroutes in planten."

Dit onderzoek opent nieuwe wegen om te begrijpen hoe planten hun groei en ontwikkeling reguleren als reactie op interne en externe signalen en zou kunnen leiden tot de ontwikkeling van nieuwe landbouwchemicaliën voor gewasverbetering.