Studiuesit nga Departamenti i Biokimisë në Institutin Indian të Shkencave (IISc) kanë zbuluar një mekanizëm të kërkuar prej kohësh të përdorur nga bimët primitive tokësore si briofitet (përfshirë myshqet dhe mëlçitë) për të...rregullojnë rritjen e bimëve– një mekanizëm që është ruajtur edhe në bimët me lule të evoluara më vonë.
Studimi, i botuar në revistën Nature Chemical Biology, përqendrohet në rregullimin jo-klasik të proteinës DELLA, një rregullator kryesor i rritjes që mund të pengojë ndarjen qelizore në bimët embrionale (bimët tokësore).
"DELLA vepron si një pengesë shpejtësie, por nëse kjo pengesë shpejtësie është vazhdimisht e pranishme, bima nuk mund të lëvizë", shpjegon Debabrata Laha, profesoreshë e asociuar e biokimisë dhe bashkautore e studimit. Prandaj, degradimi i proteinave DELLA është kritik për nxitjen e rritjes së bimëve. Në bimët me lule, DELLA degradohet kur fitohormonigiberelinë (GA)lidhet me receptorin e saj GID1, duke formuar kompleksin GA-GID1-DELLA. Më pas, proteina represore DELLA lidhet me zinxhirët e ubikuitinës dhe degradohet nga proteazoma 26S.
Është interesante se briofitet ishin ndër bimët e para që kolonizuan tokën, afërsisht 500 milionë vjet më parë. Edhe pse ato prodhojnë fitohormonin giberelinë (GA), atyre u mungon receptori GID1. Kjo ngre pyetjen: si u rregullua rritja dhe zhvillimi i këtyre bimëve të hershme tokësore?
Studiuesit përdorën sistemin CRISPR-Cas9 për të eliminuar gjenin përkatës VIH, duke konfirmuar kështu rolin e VIH. Bimët që nuk kanë një enzimë funksionale VIH shfaqin defekte të rënda të rritjes dhe zhvillimit dhe anomali morfologjike, të tilla si talus i dendur, rritje radiale e dëmtuar dhe mungesë e kaliksit. Këto defekte u korrigjuan duke modifikuar gjenomin e bimës për të prodhuar vetëm një skaj (terminali N) të enzimës VIH. Duke përdorur teknika të përparuara të kromatografisë, ekipi i kërkimit zbuloi se terminali N përmban një domen kinaze që katalizon prodhimin e InsP₈.
Studiuesit zbuluan se DELLA është një nga objektivat qelizorë të kinazës VIH. Për më tepër, ata vunë re se fenotipi i bimëve me mungesë të MpVIH ishte i ngjashëm me atë të bimëve Miscanthus multiforme me shprehje të shtuar të DELLA.
"Në këtë fazë, ne mezi presim të përcaktojmë nëse stabiliteti ose aktiviteti i DELLA-s është rritur në bimët me mungesë të MpVIH", tha Priyanshi Rana, një studente doktorature në grupin kërkimor të Lahey dhe autorja e parë e punimit. Në përputhje me hipotezën e tyre, studiuesit zbuluan se frenimi i DELLA-s riktheu ndjeshëm defektet e rritjes dhe zhvillimit në bimët mutante MpVIH. Këto gjetje sugjerojnë që kinaza VIH rregullon negativisht DELLA-n, duke nxitur kështu rritjen dhe zhvillimin e bimëve.
Studiuesit kombinuan metodat gjenetike, biokimike dhe biofizike për të sqaruar mekanizmin me anë të të cilit pirofosfati i inozitolit rregullon shprehjen e proteinës DELLA në këtë briofit. Në mënyrë specifike, InsP₈, e prodhuar nga MpVIH, lidhet me proteinën MpDELLA, duke nxitur poliubikuitinimin e saj, i cili nga ana tjetër çon në degradimin e kësaj proteine represore nga proteazoma.
Hulumtimi mbi proteinën DELLA daton që nga Revolucioni i Gjelbër, kur shkencëtarët pa e ditur shfrytëzuan potencialin e saj për të krijuar varietete gjysmë-xhuxhe me rendiment të lartë. Edhe pse mekanizmi i veprimit të saj ishte i panjohur në atë kohë, teknologjitë moderne u kanë mundësuar shkencëtarëve të përdorin redaktimin e gjeneve për të manipuluar funksionin e kësaj proteine, duke rritur kështu në mënyrë efektive rendimentet e të korrave.
"Me rritjen e popullsisë dhe zvogëlimin e tokës së punueshme, rritja e rendimenteve të të korrave është bërë kritike", tha Raha. Duke pasur parasysh se degradimi i DELLA-s i rregulluar nga InsP₈ mund të jetë i përhapur në bimët embrionale, ky zbulim mund të hapë rrugën për zhvillimin e të korrave me rendiment të lartë të gjeneratës së ardhshme.
Koha e postimit: 31 tetor 2025