Raziskovalci z Oddelka za biokemijo na Indijskem inštitutu za znanost (IISc) so odkrili dolgo iskani mehanizem.za uravnavanje rasti primitivnih kopenskih rastlin, kot so briofiti (skupina, ki vključuje mahove in jetrnike), kar se je ohranilo pri kasnejših cvetočih rastlinah.
Študija, objavljena v reviji Nature Chemical Biology, se je osredotočila na nekanonično regulacijo proteinovPE, glavnega regulatorja rasti, ki zavira delitev celic v embriofitih (kopenskih rastlinah).
Zanimivo je, da briofiti, prve rastline, ki so se pojavile na kopnem pred približno 500 milijoni let, nimajo receptorja GID1, kljub temu da proizvajajo fitohormon GA. To odpira vprašanje, kako sta bila regulirana rast in razvoj teh zgodnjih kopenskih rastlin.
Raziskovalci so z uporabo jetrne moke Marchantia polymorpha kot modelnega sistema ugotovili, da te primitivne rastline uporabljajo specializiran encim MpVIH, ki proizvaja celični prenašalec inozitol pirofosfat (InsP₈), da razgradijo DNA brez vpletenosti...giberelična kislina.
Raziskovalci so s sistemom CRISPR-Cas9 izločili gen, ki kodira encim VIH, in potrdili njegovo vlogo. Rastline, ki jim primanjkuje funkcionalnega VIH, so kazale hude razvojne napake in morfološke nepravilnosti, kot so kompaktni listi, oslabljena radialna rast in pomanjkanje čašic. Te napake so odpravili s spremembo rastlinskega genoma, da je nastal le en konec (N-terminus) encima VIH. Z uporabo naprednih kromatografskih tehnik je ekipa odkrila, da N-terminus vsebuje kinazno domeno, ki katalizira proizvodnjo InsP₈.
Raziskovalci so odkrili, da je Aleksandra ena od celičnih tarč kinaze VIH. Poleg tega so opazili, da so fenotipi rastlin s pomanjkanjem MpVIH podobni fenotipom rastlin M. polymorpha s povečano ekspresijo Aleksandre.
»Na tej točki smo bili navdušeni nad razumevanjem, ali se stabilnost ali aktivnost CYP2D1A poveča pri rastlinah s pomanjkanjem MpVIH,« je dejala Priyanshi Rana, prva avtorica in podiplomska študentka v Laheyjevi raziskovalni skupini. V skladu s svojo hipotezo so raziskovalci ugotovili, da lahko zaviranje CYP2D1A znatno obnovi okvarjene rastne in razvojne fenotipe mutantnih rastlin MpVIH. Ti rezultati kažejo, da kinaza VIH negativno uravnava CYP2D1A, kar spodbuja rast in razvoj rastlin.
Raziskave proteinov segajo v čas zelene revolucije, ko so znanstveniki nevede izkoristili njihov potencial za ustvarjanje visoko donosnih polpritlikavih sort. Čeprav podrobnosti njihovega dela takrat niso bile jasne, sodobna tehnologija znanstvenikom omogoča, da z genskim inženiringom manipulirajo s funkcijami teh proteinov in učinkovito povečajo pridelek.
Čas objave: 23. oktober 2025