Wageningse onderzoekers hebben achterhaald hoe het plantenhormoon auxine in zijn eentje een hele reeks verschillende groeiprocessen kan aansturen. Kwestie van twee eiwitten die samen als een soort moleculaire passer de afstand tussen twee identieke sequenties in het DNA meten, onthult een publicatie in het tijdschrift Cell.

Dat auxine wordt in een persbericht omschreven als de Haarlemmerolie van de plantengroei. Het stuurt de vorming van wortels en van vaten voor de sapstroom, de groei richting het licht; en een reeks andere processen. Eigenlijk is er niet één auxine maar een paar verschillende, maar het zijn allemaal heel simpele organische moleculen en qua werking lijken ze uitwisselbaar.

De selectiviteit voor bepaalde genen zit niet in de auxins zelf maar in zogeheten auxineresponsfactoren (ARF’s), eiwitten die zich op geselecteerde plekken aan het DNA hechten en het zo ontvankelijk maken voor een schakel-actie door auxine. Van die ARF’s zijn 23 varianten bekend die wél allemaal verschillende functies hebben. Alleen was tot nu toe onbekend hoe ze precies het DNA-fragment herkennen waar ze zich aan moeten hechten.

Met hulp van een Spaanse onderzoeksgroep hebben Dolf Weijers en collega’s dit nu opgehelderd. Dat deden ze in essentie door via röntgenkristallografie de structuur van een paar van die ARF’s tot in detail te achterhalen.

Eigenlijk hadden de onderzoekers er op gerekend dat hier uit zou komen dat elke ARF een andere DNA-sequentie herkent. Maar tot hun verbazing (zelf spreekt Weijers achteraf van een teleurstelling) blijken alle ARF’s zich aan precies dezelfde sequentie van zes basen (TGTCTC) te hechten. Een sequentie die in 400 miljoen jaar niet lijkt te zijn veranderd.

Uit de structuurbepaling kwam echter ook dat twee identieke ARF’s een sterke neiging hebben om paren te vormen. Het resulterende dimeer heeft iets weg van een passer met de DNA-bindingssites aan de puntjes. En die puntjes blijken bij elke ARF op een andere afstand van elkaar te zitten, als gevolg van verschillen in de rest van de eiwitstructuur.

Resultaat: het ARF-dimeer zoekt naar twee identieke sequenties op het DNA, met een bepaald aantal willekeurige andere basen ertussen. Dáár zit de selectiviteit in. Het verklaart ook waarom sommige genen ongevoelig zijn voor auxine: daat zit die sequentie niet tweemaal in, of de onderlinge afstand is te groot.

Een lolbroek op de Cell-redactie meende het te moeten samenvatten met de kop ‘Auxin Speaks. Arf! Arf!’

Hoe het kan dat in de wortels van een plant andere ARF’s worden gevormd dan bijvoorbeeld in de bladeren, is hiermee nog niet duidelijk. Maar Weijers voorspelt nu al dat dat interessant kan worden voor plantenveredelaars: als je een plant dusdanig kunt modificeren dat hij bepaalde ARF’s enthousiaster aanmaakt dan andere, kun je bereiken dat toevoeging van extra auxine bepaalde delen van de plant harder laat groeien zonder dat het invloed heeft op de rest.

bron: WUR