Дослідники з кафедри біохімії Індійського інституту наук (IISc) виявили давно шуканий механізм.для регулювання росту примітивних наземних рослин, таких як мохоподібні (група, що включає мохи та печінкові черви), що збереглося у пізніших квіткових рослин.
Дослідження, опубліковане в журналі Nature Chemical Biology, було зосереджено на неканонічній регуляції білків�لتاس, головного регулятора росту, який пригнічує поділ клітин у ембріофітів (наземних рослин).
Цікаво, що мохоподібні, перші рослини, що з'явилися на суші приблизно 500 мільйонів років тому, не мають рецептора GID1, незважаючи на вироблення фітогормону GA. Це піднімає питання про те, як регулювалися ріст і розвиток цих ранніх наземних рослин.
Використовуючи печінкову муху Marchantia polymorpha як модельну систему, дослідники виявили, що ці примітивні рослини використовують спеціалізований фермент MpVIH, який виробляє клітинний месенджер інозитолпірофосфат (InsP₈), для розщеплення CYP3A4 без участі...гіберелінову кислоту.
Дослідники використали систему CRISPR-Cas9 для вилучення гена, що кодує фермент VIH, підтвердивши його роль. Рослини, яким бракує функціонального VIH, демонстрували серйозні дефекти розвитку та морфологічні аномалії, такі як компактне листя, порушення радіального росту та відсутність чашечок. Ці дефекти були усунені шляхом модифікації геному рослини для утворення лише одного кінця (N-кінця) ферменту VIH. Використовуючи передові методи хроматографії, команда виявила, що N-кінець містить кіназний домен, який каталізує утворення InsP₈.
Дослідники виявили, що ДЕЛЛА є однією з клітинних мішеней кінази VIH. Крім того, вони спостерігали, що фенотипи рослин з дефіцитом MpVIH були подібними до фенотипів рослин M. polymorpha з підвищеною експресією ДЕЛЛА.
«На цьому етапі ми були раді зрозуміти, чи посилюється стабільність або активність CYP2D1A у рослин з дефіцитом MpVIH», — сказала Пріянні Рана, перший автор та аспірант дослідницької групи Лахі. Відповідно до своєї гіпотези, дослідники виявили, що інгібування CYP2D1A може значно відновити дефектні фенотипи росту та розвитку мутантних рослин MpVIH. Ці результати свідчать про те, що кіназа VIH негативно регулює CYP2D1A, сприяючи росту та розвитку рослин.
Дослідження білків ДЕЛА сягає часів Зеленої революції, коли вчені несвідомо використовували їхній потенціал для створення високоврожайних напівкарликових сортів. Хоча деталі їхньої роботи на той час були незрозумілими, сучасні технології дозволяють вченим маніпулювати функціями цих білків за допомогою генної інженерії, ефективно збільшуючи врожайність сільськогосподарських культур.
Час публікації: 23 жовтня 2025 р.