Genen som hjälper växtceller hitta rätt riktning

Växtfysiologen Stefano Pietra visar i sin avhandling att SABRE-genen är nödvändig hos växter för att samordna sina celler. Genen ”berättar” för alla celler inom en viss region vad som är upp och vad som är ner och hur de bör ändra sin form därefter. Pietra försvarar sina resultat fredagen den 9 maj vid Umeå universitet.

Växtceller är ofta koordinerade inom ett vävnadsskikt, ett begrepp vilket forskarna kallar planpolaritet.

– Hur alla celler inom ett stort område får informationen att orientera på ett liknande sätt är fortfarande inte helt klart, men min forskning identifierar en ny aktör som är inblandade i denna process, nämligen SABRE-genen, säger Stefano Pietra.

Han har analyserat de små hår som växer på rotceller i modellväxten Backtrav, Arabidopsis thaliana. Rothåren växer ut från en specifik ände av cellen

– likt de hårstrån som finns på huden hos djur och människor vilka alla pekar i samma riktning. Hårriktning är mycket lätt att observera och analysen ger en insikt i de mekanismer som samordnar individuell cellpolaritet även i andra delar av organismen.

Förutom att samordna polariteten av celler, visar Stefano Pietra också att SABRE ser till att cellerna delar sig prydligt och bildar långa raka linjer som anpassas till rottillväxtens riktning. Om SABRE-genen är dysfunktionell sker celldelningar inte vinkelrätt mot rottillväxtriktningen, cellinjerna blir sneda och vinda, och hela rotens utseende påverkas.

En annan roll SABRE har är att kontrollera mönsterbildandet på rotytan, vilket betyder att alla celler i en linje tar ett samordnat beslut om att antingen låta rothår växa ut eller inte. Detta val drivs av de mekanismer som styr hur initialt identiska celler differentierar och förvärvar specifika former och funktioner, en viktig process i alla flercelliga organismer.

Exakt hur SABRE utför alla sina funktioner är fortfarande oklart, men Stefano Pietra har upptäckt att genen påverkar organisationen av växtens cellskelett, vars mycket viktiga funktioner är att hålla upp cellen och reglera dess form och tillväxt. Organisationen av cellskelettet kan därför vara viktigt i växter för att samordna orienteringen av celler och styra vilken celltyp de utvecklas till.

Inte bara växter utan också djur och människor behöver mekanismer för att orientera sina celler och att berätta för dem i vilken riktning de ska växa; när dessa mekanismer inte fungerar får organismerna allvarliga problem med att utvecklas och dör ofta i förtid.

 Gener liknande SABRE finns i många arter, bland annat hos människor, men deras funktion är fortfarande okänd.

– Efter att ha hittat en funktion av SABRE i växter, kan vår forskning bidra till att studera liknande gener i andra arter. Min studie öppnar också vägen för framtida studier om cellskelettets roll och om det exakta sambandet mellan SABRE och cellskelettet.

Stefano Pietra kommer från Milano i Italien. Han har en universitetsexamen i jordbruks- och växtbioteknik från Università degli Studi i Milano.

Om disputationen:
Fredagen den 9 maj försvarar Stefano Pietra, institutionen för fysiologisk botanik, Umeå universitet, sin avhandling med titeln Characterization of New Players in Planar Polarity Establishment in Arabidopsis. Svensk titel: Karakterisering av nya aktörer vid etablering av planpolaritet i Arabidopsis.
Disputationen äger rum kl 10.00 i Stora hörsalen KB3B1, KBC.
Fakultetsopponent är professor Niko Geldner, Department of Plant Molecular Biology, University of Lausanne.

För mer information, kontakta gärna:
Stefano Pietra, institutionen för fysiologisk botanik
Telefon: 076 82 84 931
E-post: stefano.pietra@umu.se

Avhandlingen är publicerad digitalt  

Högupplöst foto. Foto:Ingrid Söderbergh