محققان دپارتمان بیوشیمی در موسسه علوم هند (IISc) مکانیسمی را برای تنظیم رشد گیاهان خشکیزی اولیه مانند خزهها (گروهی شامل خزهها و علفهای جگرخوار) کشف کردهاند که مدتها مورد توجه بوده و در گیاهان گلدار بعدی حفظ شده است.
این مطالعه که در مجله Nature Chemical Biology منتشر شده است، بر تنظیم غیرمتعارف پروتئینهای DELLA، یک تنظیمکننده رشد اصلی که تقسیم سلولی را در جنینگیاهان (گیاهان خشکیزی) سرکوب میکند، تمرکز دارد.
جالب توجه است که بریوفیتها، اولین گیاهانی که حدود ۵۰۰ میلیون سال پیش در خشکی ظاهر شدند، با وجود تولید هورمون گیاهی GA، فاقد گیرنده GID1 هستند. این موضوع این سوال را مطرح میکند که رشد و نمو این گیاهان اولیه خشکی چگونه تنظیم میشد.
محققان با استفاده از گیاه جگرسوز Marchantia polymorpha به عنوان یک سیستم مدل، دریافتند که این گیاهان ابتدایی از یک آنزیم تخصصی به نام MpVIH استفاده میکنند که پیامرسان سلولی اینوزیتول پیروفسفات (InsP₈) را تولید میکند و به آنها اجازه میدهد DELLA را بدون نیاز به اسید جیبرلیک تجزیه کنند.
محققان دریافتند که DELLA یکی از اهداف سلولی کیناز VIH است. علاوه بر این، آنها مشاهده کردند که گیاهان فاقد MpVIH از فنوتیپهای گیاهان M. polymorpha که DELLA را بیش از حد بیان میکنند، تقلید میکنند.
پریانشی رانا، نویسنده اول و دانشجوی کارشناسی ارشد گروه تحقیقاتی لاهی، گفت: «در این مرحله، ما مشتاق بودیم بدانیم که آیا پایداری یا فعالیت DELLA در گیاهان دارای کمبود MpVIH افزایش مییابد یا خیر.» محققان مطابق با فرضیه خود دریافتند که مهار DELLA به طور قابل توجهی فنوتیپهای رشد و نمو ناقص گیاهان جهشیافته MpVIH را نجات میدهد. این نتایج نشان میدهد که کیناز VIH به طور منفی DELLA را تنظیم میکند و در نتیجه رشد و نمو گیاه را تقویت میکند.
تحقیقات در مورد پروتئینهای DELLA به انقلاب سبز برمیگردد، زمانی که دانشمندان ناآگاهانه از پتانسیل آنها برای توسعه گونههای نیمهکوتاه با عملکرد بالا بهرهبرداری کردند. اگرچه جزئیات نحوه عملکرد آنها در آن زمان مشخص نبود، اما فناوری مدرن به دانشمندان این امکان را میدهد که عملکرد این پروتئینها را از طریق مهندسی ژنتیک دستکاری کنند و به طور مؤثر عملکرد محصولات کشاورزی را افزایش دهند.
مطالعه گیاهان اولیه خشکی همچنین بینشهایی در مورد تکامل آنها در طول ۵۰۰ میلیون سال گذشته ارائه میدهد. به عنوان مثال، اگرچه گیاهان گلدار مدرن پروتئینهای DELLA را از طریق مکانیسمی وابسته به اسید جیبرلیک بیثبات میکنند، اما جایگاههای اتصال InsP₈ حفظ میشوند. این یافتهها بینشهایی در مورد تکامل مسیرهای سیگنالینگ سلولی در طول زمان ارائه میدهند.
این مقاله از منابع زیر بازنشر شده است. توجه: متن ممکن است از نظر طول و محتوا ویرایش شود. برای اطلاعات بیشتر، لطفاً با منبع تماس بگیرید. سیاست انتشار مطبوعات ما را میتوانید اینجا بیابید.
زمان ارسال: ۱۵ سپتامبر ۲۰۲۵