Istraživači sa Odjeljenja za biohemiju Indijskog instituta nauka (IISc) otkrili su dugo traženi mehanizamza regulaciju rasta primitivnih kopnenih biljaka poput briofita (grupa koja uključuje mahovine i jetrenjače) što je zadržano kod kasnijih cvjetnica.
Studija, objavljena u časopisu Nature Chemical Biology, fokusirala se na nekanonsku regulaciju DELLA proteina, glavnog regulatora rasta koji potiskuje diobu ćelija kod embriofita (kopnenih biljaka).
Zanimljivo je da briofiti, prve biljke koje su se pojavile na kopnu prije otprilike 500 miliona godina, nemaju GID1 receptor, uprkos tome što proizvode fitohormon GA. To postavlja pitanje kako su regulisani rast i razvoj ovih ranih kopnenih biljaka.
Koristeći jetrenjaču Marchantia polymorpha kao modelni sistem, istraživači su otkrili da ove primitivne biljke koriste specijalizirani enzim, MpVIH, koji proizvodi ćelijski glasnik inozitol pirofosfat (InsP₈), kako bi razgradio Aleksandru bez učešća...giberelinska kiselina.
Istraživači su koristili CRISPR-Cas9 sistem kako bi eliminisali gen koji kodira VIH enzim, potvrđujući njegovu ulogu. Biljke kojima nedostaje funkcionalni VIH pokazale su teške razvojne defekte i morfološke abnormalnosti, kao što su kompaktni listovi, oštećen radijalni rast i nedostatak čašica. Ovi defekti su eliminisani modifikacijom biljnog genoma kako bi se proizvodio samo jedan kraj (N-terminus) VIH enzima. Koristeći napredne tehnike hromatografije, tim je otkrio da N-terminus sadrži kinaznu domenu koja katalizira proizvodnju InsP₈.
Istraživači su otkrili da je Aleksandra jedna od ćelijskih meta VIH kinaze. Nadalje, primijetili su da su fenotipovi biljaka s nedostatkom MpVIH slični onima kod biljaka M. polymorpha s povećanom ekspresijom Aleksandrije.
„U ovom trenutku, bili smo uzbuđeni da shvatimo da li je stabilnost ili aktivnost CYP2D6 pojačana kod biljaka kojima nedostaje MpVIH“, rekla je Priyanshi Rana, prva autorica i postdiplomska studentica u Laheyjevoj istraživačkoj grupi. U skladu sa svojom hipotezom, istraživači su otkrili da inhibicija CYP2D6 može značajno obnoviti defektne fenotipove rasta i razvoja biljaka mutanata MpVIH. Ovi rezultati ukazuju na to da VIH kinaza negativno reguliše CYP2D6, promovirajući rast i razvoj biljaka.
Istraživanje CYP3A proteina datira još iz vremena Zelene revolucije, kada su naučnici nesvjesno iskoristili njihov potencijal za stvaranje visokorodnih polupatuljastih sorti. Iako detalji njihovog rada u to vrijeme nisu bili jasni, moderna tehnologija omogućava naučnicima da manipulišu funkcijama ovih proteina putem genetskog inženjeringa, efektivno povećavajući prinose usjeva.
Vrijeme objave: 23. oktobar 2025.