Radboud Universiteit Nijmegen


---

Persbericht 07 - 65

Nijmegen, 22 juni 2007


- Embargo tot zondag 24 juni 2007, 19.00 uur -

Bloemen maken is het uitschakelen van meeldraden

Plantengenetici van de Radboud Universiteit Nijmegen hebben ontrafeld hoe planten bloemen aanleggen. Planten gebruiken daarvoor microRNA's, een recent ontdekte methode om de activiteit van genen te sturen. De vondst staat op 24 juni in een vervroegde online-publicatie van Nature Genetics.

De Nijmeegse plantengenetici hebben een klein stukje RNA ontdekt dat verhindert dat de kroonbladeren veranderen in meeldraden. Het was lang onduidelijk hoe planten dit onderdeel van de bloemontwikkeling regelen. Prof. dr. Tom Gerats van de afdeling Plantengenetica vertelt: "Nu begrijpen we ook waarom het zo lang duurde: microRNA's zijn pas in 1998 ontdekt. Daarvoor wisten we niet eens dat er zo'n genetisch regulatiemechanisme bestond." In 2006 ging de Nobelprijs voor de geneeskunde naar de ontdekking van microRNA's, hele kleine stukjes genetisch materiaal die het aflezen van andere genen verstoren.

Evolutie

In de loop van de evolutie zijn sommige windbestuivers bloemen met kleuren en geuren gaan maken. Dat was een geweldige innovatie: bloemen stimuleren de verspreiding van stuifmeel en daarmee de voortplanting. Kroonbladeren vormen de gekleurde delen van een bloem, waarmee planten specifieke vervoerders voor hun stuifmeel aantrekken: insecten, vogels of zelfs vleermuizen. Bij het bezoek van de ene bloem nemen de dieren ongemerkt wat stuifmeel mee, dat ze bij een volgend bezoek op een andere plant van dezelfde soort achterlaten.

Onderdrukken van meeldraadgenen

Klassiek biologen hebben al lang geleden het vermoeden uitgesproken dat sommige van die primitieve windbestuivers waarschijnlijk één rij meeldraden hebben opgeofferd voor de aanleg van kroonbladeren. Binnen de kroonbladeren liggen de meeldraden en de stampers (de voortplantingsorganen). Moleculair biologen uit Nijmegen en Keulen hebben nu een sterke aanwijzing gevonden dat het maken van bloemen met kroonbladeren inderdaad het onderdrukken van meeldraadgenen is. Dat laten ze zien met de omgekeerde stap: kroonbladeren die omgezet worden tot een ring van meeldraden waardoor de bloem weer op zijn primitieve voorouders lijkt.

Petunia

Evolutionair geneticus Michiel Vandenbussche, analist Jan Zethof en hoogleraar Tom Gerats deden de ontdekking in de kassen van de Nijmeegse universiteit. Daar staan honderden varianten van de petunia, een veel voorkomende tuinplant. Een verandering in de grote, kleurrijke petuniabloemen is goed zichtbaar. Eén variant (mutant) van de petunia maakt geen kroonbladeren aan: in plaats van een grote roodwitte bloem is slechts een klein witgroen knopje te zien. Dat knopje bevat wél een extra laag meeldraden.

MicroRNA

Gerats: "Het verschil bleek terug te voeren tot een defect in één gen. Speciale software om genen te analyseren maakte duidelijk dat het ging om een gen voor een microRNA - het bevat twee tegengestelde stukjes van 21 basenparen die aan elkaar gaan zitten waardoor het tussenliggende stuk een lus vormt. Deze lus wordt verwijderd waarna het rijpe microRNA van de kern naar het cytoplasma in de cel verhuist en zijn functie uitoefent: de vertaling tot eiwit onderdrukken waarvan het RNA dezelfde 21 basenparen bevat." Al snel bleek hoe deze microRNA de aanmaak van meeldraden voorkomt, door sommige meeldraadgenen uit te schakelen. Als die meeldraadgenen inactief zijn, kunnen daar kroonbladeren ontstaan. "Bij normale petuniaplanten zorgt het gevonden microRNA ervoor dat een kroonblad en dus een volledige bloem kan ontstaan. De petuniamutant kan dat niet meer, deze variant heeft vermoedelijk een stapje terug gedaan in de evolutie - het vermogen om volledige bloemen te maken, is verloren gegaan."

Max Planck Instituut voor Plantenveredeling

Plantengenetici van het Max Planck Instituut voor Plantenveredeling uit Keulen vonden in samenwerking met de Nijmeegse groep een soortgelijke variant bij het leeuwenbekje. Het remmen van de meeldraadaanleg is overigens geen universeel mechanisme. De zandraket, de modelplant van plantengenetici en moleculair biologen, reguleert dit proces op een andere manier.


* Cartolano et al., A conserved microRNA module exerts homeotic control over Petunia and Antirrhinium floral reproductive organ identity, Nature Genetics. Online publicatie op 24 juni 2007.

Noot voor de pers:

Contact: dr. ir. M.M. A. Vandenbussche, tel. 024 3652115, e-mail: m.vandenbussche@science.ru.nl prof. dr. A.G.M. Gerats, 024 3652910, t.gerats@science.ru.nl; , 06 1303 2834

Wetenschapsredactie Radboud Universiteit Nijmegen, tel. 024 - 361 6000


---- --