Az Indiai Tudományos Intézet (IISc) Biokémiai Tanszékének kutatói felfedeztek egy régóta keresett mechanizmust.a primitív szárazföldi növények, például a mohafélék (egy mohákat és májmohákat magában foglaló csoport) növekedésének szabályozására, amely a későbbi virágos növényekben is megmaradt.
A Nature Chemical Biology folyóiratban megjelent tanulmány a DELLA fehérjék nem kanonikus szabályozására összpontosított, amely egy fő növekedésszabályozó, amely gátolja a sejtosztódást az embriofitákban (szárazföldi növényekben).
Érdekes módon a mohafélék, az első, körülbelül 500 millió évvel ezelőtt a szárazföldön megjelent növények, nem rendelkeznek a GID1 receptorral, annak ellenére, hogy termelik a GA fitohormont. Ez felveti a kérdést, hogy hogyan szabályozódott e korai szárazföldi növények növekedése és fejlődése.
A Marchantia polymorpha májmohát modellrendszerként használva a kutatók azt találták, hogy ezek a primitív növények egy speciális enzimet, az MpVIH-t használják, amely a sejtes hírvivő inozitol-pirofoszfátot (InsP₈) termeli, a DELLA lebontására a sejtek bevonása nélkül.gibberellinsav.
A kutatók a CRISPR-Cas9 rendszert használták a VIH enzimet kódoló gén kiütésére, megerősítve annak szerepét. A funkcionális VIH-t nem mutató növények súlyos fejlődési rendellenességeket és morfológiai rendellenességeket mutattak, például kompakt leveleket, károsodott radiális növekedést és csészelevelek hiányát. Ezeket a hibákat a növényi genom módosításával szüntették meg, hogy a VIH enzimnek csak az egyik végét (az N-terminálist) termeljék. Fejlett kromatográfiás technikák alkalmazásával a csapat felfedezte, hogy az N-terminális egy kináz domént tartalmaz, amely katalizálja az InsP₈ termelését.
A kutatók felfedezték, hogy a DELLA a VIH kináz egyik sejtes célpontja. Továbbá megfigyelték, hogy az MpVIH-hiányos növények fenotípusai hasonlóak voltak a fokozott DELLA expresszióval rendelkező M. polymorpha növények fenotípusaihoz.
„Ezen a ponton izgatottan vártuk, hogy megértsük, vajon a DELLA stabilitása vagy aktivitása fokozódik-e az MpVIH-hiányos növényekben” – mondta Priyanshi Rana, a tanulmány első szerzője és Lahey kutatócsoportjának végzős hallgatója. Hipotézisükkel összhangban a kutatók azt találták, hogy a DELLA gátlása jelentősen helyreállíthatja az MpVIH mutáns növények hibás növekedési és fejlődési fenotípusait. Ezek az eredmények arra utalnak, hogy a VIH kináz negatívan szabályozza a DELLA-t, elősegítve a növények növekedését és fejlődését.
A DELLA fehérjékkel kapcsolatos kutatások egészen a zöld forradalomig nyúlnak vissza, amikor a tudósok tudtukon kívül kihasználták a bennük rejlő lehetőségeket, hogy magas hozamú félig törpe fajtákat hozzanak létre. Bár munkájuk részletei akkoriban nem voltak világosak, a modern technológia lehetővé teszi a tudósok számára, hogy géntechnológiával manipulálják ezen fehérjék funkcióit, ezáltal hatékonyan növelve a terméshozamot.
Közzététel ideje: 2025. október 23.