Indijos mokslų instituto (IISc) Biochemijos katedros tyrėjai atrado ilgai ieškotą mechanizmą.siekiant reguliuoti primityvių sausumos augalų, tokių kaip samanos (grupė, kuriai priklauso samanos ir kepenų žolės), augimą, kuris buvo išsaugotas vėlesniuose žydinčiuose augaluose.
Tyrimas, paskelbtas žurnale „Nature Chemical Biology“, daugiausia dėmesio skyrė nekanoniniam DELLA baltymų, pagrindinio augimo reguliatoriaus, slopinančio ląstelių dalijimąsi embriofituose (sausumos augaluose), reguliavimui.
Įdomu tai, kad briofitai, pirmieji augalai, pasirodę sausumoje maždaug prieš 500 milijonų metų, neturi GID1 receptoriaus, nepaisant to, kad gamina fitohormoną GA. Tai kelia klausimą, kaip buvo reguliuojamas šių ankstyvųjų sausumos augalų augimas ir vystymasis.
Naudodami kepenų žolės Marchantia polymorpha modelį, tyrėjai nustatė, kad šie primityvūs augalai naudoja specializuotą fermentą MpVIH, kuris gamina ląstelinį pasiuntinį inozitolio pirofosfatą (InsP₈), kad suskaidytų DELLA nedalyvaujant.giberelio rūgštis.
Tyrėjai panaudojo CRISPR-Cas9 sistemą, kad išjungtų VIH fermentą koduojantį geną, patvirtindami jo vaidmenį. Augalams, neturintiems funkcinio VIH, pasireiškė sunkūs vystymosi defektai ir morfologinės anomalijos, tokios kaip kompaktiški lapai, sutrikęs radialinis augimas ir taurelių trūkumas. Šie defektai buvo pašalinti modifikuojant augalo genomą, kad būtų gaminamas tik vienas VIH fermento galas (N-galas). Naudodama pažangius chromatografijos metodus, komanda atrado, kad N-gale yra kinazės domenas, kuris katalizuoja InsP₈ gamybą.
Tyrėjai atrado, kad DELLA yra vienas iš VIH kinazės ląstelinių taikinių. Be to, jie pastebėjo, kad MpVIH neturinčių augalų fenotipai buvo panašūs į M. polymorpha augalų, kuriuose padidėjusi DELLA raiška, fenotipus.
„Šiuo metu mums buvo labai įdomu suprasti, ar MpVIH neturinčiuose augaluose padidėja DELLA stabilumas ar aktyvumas“, – teigė Priyanshi Rana, pirmasis šio straipsnio autorius ir Lahey tyrimų grupės magistrantas. Remdamiesi savo hipoteze, tyrėjai nustatė, kad DELLA slopinimas gali reikšmingai atkurti MpVIH mutantų augalų defektinius augimo ir vystymosi fenotipus. Šie rezultatai rodo, kad VIH kinazė neigiamai reguliuoja DELLA, skatindama augalų augimą ir vystymąsi.
DELLA baltymų tyrimai prasidėjo Žaliosios revoliucijos laikais, kai mokslininkai nesąmoningai išnaudojo jų potencialą kurdami didelio derlingumo pusiau žemaūges veisles. Nors tuo metu jų darbo detalės nebuvo aiškios, šiuolaikinės technologijos leidžia mokslininkams manipuliuoti šių baltymų funkcijomis taikant genų inžineriją, efektyviai padidinant pasėlių derlių.
Įrašo laikas: 2025 m. spalio 23 d.