Naukowcy z Wydziału Biochemii Indyjskiego Instytutu Nauk (IISc) odkryli długo poszukiwany mechanizm regulujący wzrost prymitywnych roślin lądowych, takich jak mchy (grupa obejmująca mchy i wątrobowce), który został zachowany u późniejszych roślin kwitnących.
Badanie, którego wyniki opublikowano w czasopiśmie Nature Chemical Biology, koncentrowało się na nietypowej regulacji białek DELLA, głównego regulatora wzrostu, który hamuje podział komórek u embriofitów (roślin lądowych).
Co ciekawe, mchy, pierwsze rośliny, które pojawiły się na lądzie około 500 milionów lat temu, nie posiadają receptora GID1, mimo że produkują fitohormon GA. Nasuwa się więc pytanie o to, jak regulowano wzrost i rozwój tych wczesnych roślin lądowych.
Wykorzystując wątrobowiec Marchantia polymorpha jako układ modelowy, badacze odkryli, że te prymitywne rośliny wykorzystują specjalistyczny enzym MpVIH, który wytwarza komórkowy przekaźnik pirofosforan inozytolu (InsP₈), umożliwiający im rozkład DELLA bez potrzeby stosowania kwasu giberelinowego.
Naukowcy odkryli, że DELLA jest jednym z celów komórkowych kinazy VIH. Co więcej, zaobserwowali, że rośliny pozbawione MpVIH naśladują fenotypy roślin M. polymorpha z nadekspresją DELLA.
„W tym momencie byliśmy podekscytowani możliwością zrozumienia, czy stabilność lub aktywność DELLA jest zwiększona w roślinach z niedoborem MpVIH” – powiedział Priyanshi Rana, pierwszy autor i doktorant w grupie badawczej Laheya. Zgodnie z ich hipotezą, naukowcy odkryli, że hamowanie DELLA znacząco poprawiło wadliwe fenotypy wzrostu i rozwoju roślin z mutacją MpVIH. Wyniki te sugerują, że kinaza VIH negatywnie reguluje DELLA, promując w ten sposób wzrost i rozwój roślin.
Badania nad białkami DELLA sięgają czasów Zielonej Rewolucji, kiedy naukowcy nieświadomie wykorzystali ich potencjał do opracowania wysokoplennych odmian półkarłowych. Chociaż szczegóły ich działania nie były wówczas jasne, współczesna technologia pozwala naukowcom manipulować funkcjami tych białek poprzez inżynierię genetyczną, skutecznie zwiększając plony.
Badanie wczesnych roślin lądowych dostarcza również wglądu w ich ewolucję na przestrzeni ostatnich 500 milionów lat. Na przykład, chociaż współczesne rośliny kwitnące destabilizują białka DELLA poprzez mechanizm zależny od kwasu giberelinowego, miejsca wiązania InsP₈ są zachowane. Odkrycia te dostarczają wglądu w ewolucję szlaków sygnałowych komórek w czasie.
Niniejszy artykuł został przedrukowany z następujących źródeł. Uwaga: Tekst może ulec zmianie pod względem długości i treści. Aby uzyskać więcej informacji, prosimy o kontakt ze źródłem. Nasza polityka dotycząca komunikatów prasowych znajduje się tutaj.
Czas publikacji: 15.09.2025