Intian tiedeinstituutin (IISc) biokemian laitoksen tutkijat ovat löytäneet kauan etsityn mekanismin.alkukantaisten maakasvien, kuten sammalten (ryhmä, johon kuuluvat sammalet ja maksakasvit), kasvun säätelemiseksi, mikä säilyi myöhemmissä kukkivissa kasveissa.
Nature Chemical Biology -lehdessä julkaistu tutkimus keskittyi DELLA-proteiinien ei-kanoniseen säätelyyn. DELLA on solujen jakautumista estävä pääkasvunsäätelijä alkioissa (maakasveissa).
Mielenkiintoista kyllä, sammalet, ensimmäiset maalle noin 500 miljoonaa vuotta sitten ilmestyneet kasvit, eivät sisällä GID1-reseptoria, vaikka ne tuottavatkin kasvihormoni GA:ta. Tämä herättää kysymyksen siitä, miten näiden varhaisten maakasvien kasvua ja kehitystä säädeltiin.
Käyttäen mallina maksasammalta Marchantia polymorphaa tutkijat havaitsivat, että nämä alkeelliset kasvit käyttävät erikoistunutta entsyymiä, MpVIH:ta, joka tuottaa solulähetti-inositolipyrofosfaattia (InsP₈), DELLA:n hajottamiseen ilmangibberelliinihappo.
Tutkijat käyttivät CRISPR-Cas9-järjestelmää VIH-entsyymiä koodaavan geenin poistamiseen, mikä vahvisti sen roolin. Kasveilla, joilta puuttui toiminnallista VIH:ta, oli vakavia kehityshäiriöitä ja morfologisia poikkeavuuksia, kuten kompakteja lehtiä, heikentynyttä säteittäistä kasvua ja verhiöiden puutetta. Nämä puutteet poistettiin muokkaamalla kasvin genomia siten, että VIH-entsyymistä muodostui vain toinen pää (N-terminaali). Kehittyneitä kromatografiatekniikoita käyttämällä tiimi havaitsi, että N-terminaali sisältää kinaasidomeenin, joka katalysoi InsP₈:n tuotantoa.
Tutkijat havaitsivat, että DELLA on yksi VIH-kinaasin solukohteista. Lisäksi he havaitsivat, että MpVIH-puutteisten kasvien fenotyypit olivat samanlaisia kuin M. polymorpha -kasvien, joilla oli lisääntynyt DELLA-ilmentymä.
”Tässä vaiheessa olimme innoissamme selvittämään, paraneeko DELLA:n stabiilius tai aktiivisuus MpVIH-puutteellisissa kasveissa”, sanoo Priyanshi Rana, tutkimuksen ensimmäinen kirjoittaja ja jatko-opiskelija Laheyn tutkimusryhmässä. Hypoteesinsa mukaisesti tutkijat havaitsivat, että DELLA:n esto voi merkittävästi palauttaa MpVIH-mutanttikasvien virheelliset kasvu- ja kehitysfenotyypit. Nämä tulokset viittaavat siihen, että VIH-kinaasi säätelee DELLA:a negatiivisesti edistäen kasvien kasvua ja kehitystä.
DELLA-proteiinien tutkimus juontaa juurensa vihreän vallankumouksen aikaan, jolloin tiedemiehet tietämättään hyödynsivät niiden potentiaalia luodakseen runsaasti satoa tuottavia puolikääpiölajikkeita. Vaikka heidän työnsä yksityiskohdat olivat tuolloin epäselviä, moderni teknologia antaa tiedemiehille mahdollisuuden manipuloida näiden proteiinien toimintoja geenitekniikan avulla, mikä tehokkaasti lisää satoja.
Julkaisuaika: 23.10.2025