De rol van mRNA’s bij kieming en kiemrust

Zaden zijn unieke structuren in de levenscyclus van een plant. Ze zorgen er voor dat een plant kan overleven in ongunstige omstandigheden o.a. door het induceren van kiemrust. Zaden bevatten veel zogenaamde boodschapper-RNA's (messenger RNAs of mRNA's). Promovendus Bing Bai deed nader onderzoek naar de rol van deze mRNA's bij kieming en kiemrust in zaden van de modelplant Arabidopsis, en ontwikkelde daardoor nieuwe inzichten in de regulatoire processen die tot de verbetering van gewassen kunnen leiden.

Bai analyseerde ribosoomprofielen en identificeerde de aan de ribosomen gebonden mRNA's met microarrays (het translatoom). Zo bestudeerde hij de mRNAs die actief afgelezen en in eiwitten worden vertaald door de ribosomen, de translatie. Uit zijn analyse blijkt dat er tijdens de kieming twee stadia zijn waarin deze translatie sterk gereguleerd wordt, die hij de "Hydration Shift" en de "Germination Shift" noemde, naar de fysiologische stadia waaraan ze gerelateerd zijn, respectievelijk hydratie en ontkieming.

Bai ontdekte dat er in kiemende zaden een grote hoeveelheid genen onder translationele regulatie staat, terwijl die hoeveelheid juist nihil is tijdens de imbibitie van dormante zaden en bij de regulatie van kiemrust en bewaarbaarheid in zaden van de ATP binding cassette family member I(abci)-mutant. In droge zaden zijn voornamelijk monosomen te zien (mRNA waaraan één ribosoom gebonden is). Eenderde van de mRNAs die worden geassocieerd met de monosomen in droog zaad, bleek tijdens de kieming translationeel omhoog gereguleerd te zijn. mRNAs geassocieerd met polysomen zijn voornamelijk restanten van de zaadontwikkeling.

Bron: Universiteit Utrecht