Undersykers fan 'e ôfdieling Biogemy fan it Indian Institute of Sciences (IISc) hawwe in lang socht meganisme ûntdutsen dat brûkt wurdt troch primitive lânplanten lykas bryofyten (ynklusyf moassen en levermossen) om ...regelje plantgroei– in meganisme dat ek bewarre bleaun is yn nijer evoluearre bloeiende planten.
De stúdzje, publisearre yn it tydskrift Nature Chemical Biology, rjochtet him op 'e net-klassike regeling fan it DELLA-proteïne, in mastergroeiregulator dy't seldieling yn embryonale planten (lânplanten) kin remme.
"DELLA gedraacht him as in snelheidsdrempel, mar as dizze snelheidsdrempel konstant oanwêzich is, kin de plant net bewege," ferklearret Debabrata Laha, heechlearaar biogemy en mei-auteur fan 'e stúdzje. Dêrom is de ôfbraak fan DELLA-proteïnen kritysk foar it befoarderjen fan plantgroei. Yn bloeiende planten wurdt DELLA ôfbrutsen as it fytohormoangibberelline (GA)bindt oan syn reseptor GID1, en foarmet it GA-GID1-DELLA-kompleks. Dêrnei bindt it DELLA-repressorprotein oan ubiquitineketens en wurdt it ôfbrutsen troch it 26S-proteasoom.
Nijsgjirrich is dat bryofyten ûnder de earste planten wiene dy't lân kolonisearren, sawat 500 miljoen jier lyn. Hoewol't se it fytohormoan gibberelline (GA) produsearje, misse se de GID1-reseptor. Dit ropt de fraach op: hoe waarden de groei en ûntwikkeling fan dizze iere lânplanten regele?
De ûndersikers brûkten it CRISPR-Cas9-systeem om it oerienkommende VIH-gen út te skeakeljen, en befêstigen dêrmei de rol fan VIH. Planten sûnder in funksjoneel VIH-enzym litte swiere groei- en ûntwikkelingsdefekten en morfologyske abnormaliteiten sjen, lykas in tichte thallus, beheinde radiale groei en gebrek oan kelk. Dizze defekten waarden korrizjeare troch it plantengenoom te modifisearjen om mar ien ein (de N-terminus) fan it VIH-enzym te produsearjen. Mei help fan avansearre chromatografytechniken ûntduts it ûndersyksteam dat de N-terminus in kinasedomein befettet dat de produksje fan InsP₈ katalysearret.
De ûndersikers ûntdutsen dat DELLA ien fan 'e sellulêre doelen is fan VIH-kinase. Fierder observearren se dat it fenotype fan MpVIH-tekoart planten fergelykber wie mei dat fan Miscanthus multiforme planten mei ferhege DELLA-ekspresje.
"Yn dit stadium binne wy benijd om te bepalen oft DELLA-stabiliteit of -aktiviteit fersterke is yn planten mei in tekoart oan MpVIH," sei Priyanshi Rana, in doktoraalstudint yn 'e ûndersyksgroep fan Lahey en de earste auteur fan it artikel. Yn oerienstimming mei harren hypoteze fûnen de ûndersikers dat DELLA-ynhibysje de groei- en ûntwikkelingsdefekten yn MpVIH-mutantplanten signifikant werombrocht. Dizze befiningen suggerearje dat VIH-kinase DELLA negatyf regulearret, wêrtroch plantgroei en -ûntwikkeling befoardere wurdt.
De ûndersikers kombinearren genetyske, biogemyske en biofysyske metoaden om it meganisme te ferdúdlikjen wêrmei't inositolpyrofosfaat de ekspresje fan DELLA-proteïne yn dizze bryofyt regulearret. Spesifyk bindt InsP₈, produsearre troch MpVIH, oan it MpDELLA-proteïne, wêrtroch't de polyubiquitinaasje befoardere wurdt, wat op syn beurt liedt ta de ôfbraak fan dit repressorproteïne troch it proteasoom.
Undersyk nei it DELLA-proteïne giet werom nei de Griene Revolúsje, doe't wittenskippers sûnder it te witten it potinsjeel eksploitearren om heal-dwerchfarianten mei hege opbringst te meitsjen. Hoewol it wurkingsmeganisme doe ûnbekend wie, hawwe moderne technologyen wittenskippers yn steat steld om genbewurking te brûken om de funksje fan dit proteïne te manipulearjen, wêrtroch't de gewaaksopbringsten effektyf ferhege waarden.
"Mei befolkingsgroei en krimpende lânbougrûn is it ferheegjen fan gewaaksopbringsten kritysk wurden," sei Raha. Mei it each op it feit dat InsP₈-regulearre DELLA-ôfbraak wiidferspraat kin wêze yn embryonale planten, koe dizze ûntdekking de wei baan meitsje foar de ûntwikkeling fan hege-opbringstgewaaksen fan 'e folgjende generaasje.
Pleatsingstiid: 31 oktober 2025