Изследователи от катедрата по биохимия в Индийския институт на науките (IISc) са открили дълго търсен механизъм.за регулиране на растежа на примитивни сухоземни растения като бриофити (група, която включва мъхове и чернодробни мъхове), което се е запазило и в по-късните цъфтящи растения.
Изследването, публикувано в списанието Nature Chemical Biology, се фокусира върху неканоничната регулация на ДЕЛ протеините, главен регулатор на растежа, който потиска клетъчното делене в ембриофитите (сухоземни растения).
Интересното е, че бриофитите, първите растения, появили се на сушата преди приблизително 500 милиона години, нямат GID1 рецептора, въпреки че произвеждат фитохормона GA. Това повдига въпроса как са били регулирани растежът и развитието на тези ранни сухоземни растения.
Използвайки чернодробната мъх Marchantia polymorpha като моделна система, изследователите открили, че тези примитивни растения използват специализиран ензим, MpVIH, който произвежда клетъчния посредник инозитол пирофосфат (InsP₈), за да разгради ДЕЛЛА без участието на...гиберелинова киселина.
Изследователите използвали системата CRISPR-Cas9, за да нокаутират гена, кодиращ ензима VIH, потвърждавайки неговата роля. Растенията, на които липсва функционален VIH, показват тежки дефекти в развитието и морфологични аномалии, като компактни листа, нарушен радиален растеж и липса на чашки. Тези дефекти са елиминирани чрез модифициране на растителния геном, за да се произвежда само единият край (N-терминалът) на ензима VIH. Използвайки усъвършенствани хроматографски техники, екипът откри, че N-терминалът съдържа киназен домейн, който катализира производството на InsP₈.
Изследователите открили, че ДЕЛЛА е една от клетъчните мишени на VIH киназата. Освен това, те наблюдавали, че фенотипите на растения с дефицит на MpVIH са подобни на тези на растенията M. polymorpha с повишена експресия на ДЕЛЛА.
„В този момент бяхме развълнувани да разберем дали стабилността или активността на ДЕЛАЛ е подобрена при растения с дефицит на MpVIH“, каза Приянши Рана, първи автор и докторант в изследователската група на Лахи. В съответствие с хипотезата си, изследователите откриха, че инхибирането на ДЕЛАЛ може значително да възстанови дефектните фенотипове на растеж и развитие на MpVIH мутантни растения. Тези резултати показват, че VIH киназата негативно регулира ДЕЛАЛ, насърчавайки растежа и развитието на растенията.
Изследванията на ДЕЛАЛ протеините датират от Зелената революция, когато учените несъзнателно са използвали потенциала им, за да създадат високодобивни полу-джуджести сортове. Въпреки че подробностите за работата им са били неясни по това време, съвременните технологии позволяват на учените да манипулират функциите на тези протеини чрез генно инженерство, като по този начин ефективно увеличават добивите на култури.
Време на публикуване: 23 октомври 2025 г.