inquirybg

Pētnieki ir atklājuši, kā augi regulē DELLA proteīnus.

Indijas Zinātņu institūta (IISc) Bioķīmijas katedras pētnieki ir atklājuši ilgi meklētu mehānismu.lai regulētu primitīvu sauszemes augu, piemēram, sūnu (grupa, kurā ietilpst sūnas un aknu mises), augšanu, kas tika saglabāta vēlāk ziedošajos augos.
Pētījums, kas publicēts žurnālā Nature Chemical Biology, koncentrējās uz DELLA olbaltumvielu, galvenā augšanas regulatora, kas nomāc šūnu dalīšanos embriofītos (sauszemes augos), nekanonisko regulēšanu.
Interesanti, ka sūnām, pirmajiem augiem, kas parādījās uz sauszemes aptuveni pirms 500 miljoniem gadu, trūkst GID1 receptora, neskatoties uz fitohormona GA ražošanu. Tas rada jautājumu par to, kā tika regulēta šo agrīno sauszemes augu augšana un attīstība.
Izmantojot aknu sūnu Marchantia polymorpha kā modeļa sistēmu, pētnieki atklāja, ka šie primitīvie augi izmanto specializētu enzīmu MpVIH, kas ražo šūnu kurjera inozitola pirofosfātu (InsP₈), lai noārdītu DELLA bez iesaistīšanās.giberellskābe.
Pētnieki izmantoja CRISPR-Cas9 sistēmu, lai izslēgtu gēnu, kas kodē VIH enzīmu, apstiprinot tā lomu. Augiem, kuriem trūka funkcionāla VIH, bija novērojami nopietni attīstības defekti un morfoloģiskas anomālijas, piemēram, kompaktas lapas, traucēta radiālā augšana un kauslapu trūkums. Šie defekti tika novērsti, modificējot auga genomu, lai ražotu tikai vienu VIH enzīma galu (N-galu). Izmantojot progresīvas hromatogrāfijas metodes, komanda atklāja, ka N-gals satur kināzes domēnu, kas katalizē InsP₈ ražošanu.
Pētnieki atklāja, ka DELLA ir viens no VIH kināzes šūnu mērķiem. Turklāt viņi novēroja, ka augu ar MpVIH deficītu fenotipi bija līdzīgi M. polymorpha augu fenotipiem ar paaugstinātu DELLA ekspresiju.
"Šajā brīdī mēs ar prieku vēlējāmies saprast, vai DELLA stabilitāte vai aktivitāte ir uzlabota augos ar MpVIH deficītu," sacīja Prijanši Rana, pirmais autors un Lahey pētniecības grupas doktorants. Saskaņā ar viņu hipotēzi pētnieki atklāja, ka DELLA inhibīcija var ievērojami atjaunot MpVIH mutantu augu defektīvos augšanas un attīstības fenotipus. Šie rezultāti liecina, ka VIH kināze negatīvi regulē DELLA, veicinot augu augšanu un attīstību.
DELLA proteīnu pētījumi aizsākās Zaļās revolūcijas laikā, kad zinātnieki neapzināti izmantoja to potenciālu, lai radītu augstražīgas puspunduršķirnes. Lai gan tolaik viņu darba detaļas nebija skaidras, mūsdienu tehnoloģijas ļauj zinātniekiem manipulēt ar šo proteīnu funkcijām, izmantojot ģenētisko inženieriju, efektīvi palielinot ražas apjomu.

 

Publicēšanas laiks: 2025. gada 23. oktobris