محققان کشف کرده‌اند که چگونه گیاهان پروتئین‌های DELLA را تنظیم می‌کنند.

محققان دپارتمان بیوشیمی در موسسه علوم هند (IISc) مکانیسمی را که مدت‌ها به دنبال آن بودند، کشف کرده‌اند.برای تنظیم رشد گیاهان خشکی‌زی اولیه مانند خزه‌ها (گروهی شامل خزه‌ها و علف‌های هرز) که در گیاهان گلدار بعدی حفظ شد.
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 تقریباً 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 تا DELLA را بدون دخالت ... تجزیه کند.اسید جیبرلیک.
محققان از سیستم CRISPR-Cas9 برای غیرفعال کردن ژن کدکننده آنزیم VIH استفاده کردند و نقش آن را تأیید کردند. گیاهانی که فاقد VIH عملکردی بودند، نقص‌های رشدی شدید و ناهنجاری‌های مورفولوژیکی مانند برگ‌های فشرده، اختلال در رشد شعاعی و فقدان کاسه گل را نشان دادند. این نقص‌ها با اصلاح ژنوم گیاه برای تولید تنها یک انتها (انتهای N) آنزیم VIH برطرف شدند. با استفاده از تکنیک‌های پیشرفته کروماتوگرافی، تیم کشف کرد که انتهای N حاوی یک دامنه کیناز است که تولید InsP₈ را کاتالیز می‌کند.
محققان کشف کردند که DELLA یکی از اهداف سلولی کیناز VIH است. علاوه بر این، آنها مشاهده کردند که فنوتیپ گیاهان دارای کمبود MpVIH مشابه فنوتیپ گیاهان M. polymorpha با بیان افزایش یافته DELLA بود.
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 می‌تواند به طور قابل توجهی فنوتیپ‌های رشد و نمو ناقص گیاهان جهش‌یافته MpVIH را بازیابی کند. این نتایج نشان می‌دهد که کیناز VIH به طور منفی DELLA را تنظیم می‌کند و رشد و نمو گیاه را تقویت می‌کند.
تحقیقات در مورد پروتئین‌های DELLA به انقلاب سبز برمی‌گردد، زمانی که دانشمندان ناآگاهانه از پتانسیل آنها برای ایجاد گونه‌های نیمه‌پاکوتاه با عملکرد بالا بهره‌برداری کردند. اگرچه جزئیات کار 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.