Planten zijn veel sluwere dan we ooit dachten. Wetenschappers ontdekten onlangs dat Dodder, een problematische parasitaire plant die elk jaar voor miljoenen dollars schade aan gewassen veroorzaakt, eigenlijk de genen van zijn gastheer kan hacken.

Je leest het goed. Een parasitaire plant kan de genen van zijn gastheer hacken, waardoor de gastheer in de toekomst kwetsbaarder wordt.

We wisten al dat er mos is dat arseen uit water kan verwijderen. We hebben zojuist geleerd dat planten kunnen leren reageren op prikkels zoals een dier dat zou doen. Planten kunnen ons genezen. Ze verbeteren onze stemming al door gewoon te bestaan. Maar planten die in de genen van andere organismen kunnen hacken, is iets heel nieuws.

Dit onderzoek wordt wat technisch, maar hou vol – we maken het begrijpelijk.

Dodder kan RNA delen met zijn gastheerplanten. RNA fungeert in feite als boodschapper, die levende wezens helpt instructies van DNA door te geven. MicroRNA is een subgroep van RNA die andere soorten RNA specifiek helpt aan- of uit te zetten.

 

Haal je kennis van biologie uit de collegebanken weer op met deze video, of onthoud gewoon dat microRNA genen kan uitzetten door met andere soorten RNA te interageren. Ten minste één parasitaire plant gebruikt microRNA als wapen.

 

Even wisten onderzoekers niet waarom Dodder RNA deelde met zijn gastheren.

 

Onderzoekers vonden net de reden. Dodders microRNA schakelde eigenlijk genen uit in de gastheerplant, waardoor die kwetsbaarder werd voor aanvallen door Dodder.

Ze weten nog steeds niet precies hoe dit allemaal werkt.

Jim Westwood, een van de onderzoekers die het originele onderzoek uitvoerde, is open over het belang van hun bevindingen. In een interview met Virginia Tech News zei hij: “De interactie tussen gastheer en parasiet omvat het gebruik van microRNAs als boodschappers van dood. Ze kapen informatie van de gastheer... MicroRNAs zijn een nieuwe klasse wapens die in de strijd worden gebruikt.”

Onderzoekers bestuderen microRNA al een tijd als een mogelijke manier voor planten om met elkaar te communiceren (en elkaar aan te vallen). Onderzoek in 2016 toonde aan dat parasitaire onkruiden geninformatie van hun gastheren konden stelen en die informatie gebruikten om ze verder aan te vallen.

Nu onderzoekers weten wat Dodder doet om de verdediging van zijn gastheerplant te verzwakken, richten ze zich op hoe Dodder dit precies doet. Zodra ze begrijpen hoe Dodder deze sluipaanval uitvoert, kunnen ze tegenmaatregelen ontwikkelen.  

Aangezien parasitaire planten elk jaar zoveel schade aan belangrijke gewassen veroorzaken, is het een topprioriteit voor de industrie om Dodder onder controle te krijgen. Dodder is bovendien een zogenaamde obligate parasiet, wat betekent dat hij niet zonder een gastheerplant kan overleven.

 

 

Hoe een parasitaire plant zijn microRNA in zijn gastheer krijgt

 

Dodder gebruikt dezelfde mechanismen om voedingsstoffen te stelen en microRNA te delen. Deze parasitaire plant sluit aan op het vaatstelsel van zijn gastheerplanten en steelt water en voedingsstoffen. Normaal gesproken treft een gastheerplant verdedigingsmaatregelen zodra hij merkt dat hij is “gehackt.”

Veel planten die door een parasiet worden aangevallen, maken samenklonterende eiwitten aan die de stroom van voedingsstoffen naar een getroffen plek stoppen. De onderzoekers toonden aan dat Dodders microRNA de genen aanviel die coderen voor dit samenklonteringsgedrag. Deze genen zijn erg vergelijkbaar bij veel verschillende soorten, wat betekent dat Dodder met één microRNA-aanval veel plantensoorten kan uitschakelen.

Het aanvallen van de genen die coderen voor de eiwitten die samenklontering produceren lijkt omslachtig. In werkelijkheid betekent deze aanval dat Dodder een ononderbroken stroom voedingsstoffen van zijn gastheer krijgt. In plaats van te proberen het verminderde voedingsstoffenaanbod te verminderen, dwingt Dodders microRNA de gastheerplant de voedingsstoffen vrijelijk te delen.

Eerlijk gezegd is het best eng.

Onderzoekers vermoeden ook dat microRNA-gebaseerde aanvallen vaker voorkomen bij planten en schimmels dan we ooit dachten. Het ontwikkelen van gewassen die zichzelf kunnen verdedigen tegen parasitaire planten kan boeren elk jaar miljoenen dollars besparen.