Enzymer som städar efter vedcellers självmord

Enzymer som länge troddes orsaka den programmerade celldöden under vedutvecklingen kan i själva verket vara de som städar upp efter cellens död. Det visar Benjamin Bollhöner i sin avhandling som han försvarar vid Umeå universitet den 8 november.

Vedceller har viktiga funktioner för växtens vattentransport och mekanisk stöd. Det mekaniska stödet utgörs av tjocka så kallade sekundära cellväggar, som formas av cellen själv och bildar den mycket eftertraktade biomassan från skogen som är råvaran till bioenergi, massa- och träindustri. Efter att ha förstärkt sina cellväggar med sekundära väggar dör dessa celler en programmerad celldöd. Celldöden följs av en intensiv städningsprocess, som upplöser alla cellens beståndsdelar, förutom de sekundära väggarna som sedan bildar ett rör för vattentransport.

Vedceller producerar under sin livstid flera olika enzymer som kan spjälka andra komponenter av cellen genom hydrolys. Ett exempel är proteaser som klyver andra proteiner vilket inte minst i djurceller är ett välkänt sätt att inleda programmerad celldöd. Därför misstänkts många av dessa enzymer reglera celldöd även i vedceller.

Benjamin Bollhöner har i sin avhandling fokuserat på ett av dessa enzym, en så kallad metacaspas, och visar att den i stället för att reglera celldöden är viktig för städningen som följer döden, så kallad autolys. Han har studerat detta enzym och celldödsprocessen i både ved av asp och den lilla örten backtrav, Arabidopsis thaliana, växtforskarnas modellväxt. Liknande funktion föreslås också för flera andra hydrolytiska enzymer.

– Dessutom har jag upptäckt att celler som ligger i vägen för utväxten av sidorötter i backtrav dör en programmerad celldöd och använder samma enzymer som städar upp efter celldöd i vedceller, säger Benjamin Bollhöner.

Hans slutsats är att celldöd av dessa celler kan underlätta utväxten av sidorötterna ur den primära roten genom att frigöra cellväggsmodifierande enzymer, som luckrar upp vävnaden så att den nya roten lättare kan växa fram. Benjamin Bollhöner har också studerat reglering av dessa hydrolytiska enzymer och resultaten ger stöd till teorin att olika celldödsprocesser är evolutionärt nära besläktade.

Benjamin Bollhöner är född och uppvuxen i Tyskland där han 2007 tog sin diplomexamen i biologi vid Technische Universität Braunschweig. Han har utfört sina doktorandstudier vid institutionen för fysiologisk botanik som ingår i Umeå Plant Science Centre (UPSC).

Om disputationen:
Fredagen den 8 november försvarar Benjamin Bollhöner, institutionen för fysiologisk botanik, Umeå universitet, sin avhandling med titeln: Significance of hydrolytic enzymes expressed during xylem cell death. Svensk titel: Betydelsen av hydrolytiska enzymer uttryckta under xylemcelldöd.
Disputationen äger rum klockan 10.00 i Hörsal F, Humanisthuset, Umeå universitet.
Fakultetsopponent är Dr. Moritz Nowack, Ghent University, Belgien.
Huvudhandledare är: Dr. Hannele Tuominen

För mer information, kontakta gärna:
Benjamin Bollhöner, institutionen för fysiologisk botanik
Telefon: 070-238 60 75
E-post: benjamin.bollhoner@umu.se

Läs hela eller delar av avhandlingen