Forskere har oppdaget hvordan planter regulerer DELLA-proteiner.

Forskere fra Institutt for biokjemi ved Indian Institute of Sciences (IISc) har oppdaget en lenge ettersøkt mekanismefor å regulere veksten av primitive landplanter som moser (en gruppe som inkluderer moser og levermoser) som ble beholdt i senere blomstrende planter.
Studien, publisert i tidsskriftet Nature Chemical Biology, fokuserte på den ikke-kanoniske reguleringen av DELLA-proteiner, en hovedvekstregulator som undertrykker celledeling i embryofytter (landplanter).
Interessant nok mangler moser, de første plantene som dukket opp på land for omtrent 500 millioner år siden, GID1-reseptoren, til tross for at de produserer fytohormonet GA. Dette reiser spørsmålet om hvordan veksten og utviklingen til disse tidlige landplantene ble regulert.
Ved å bruke levermosen Marchantia polymorpha som modellsystem, fant forskerne at disse primitive plantene bruker et spesialisert enzym, MpVIH, som produserer den cellulære budbringeren inositolpyrofosfat (InsP₈), for å bryte ned DELLA uten involvering avgibberellinsyre.
Forskerne brukte CRISPR-Cas9-systemet til å slå ut genet som koder for VIH-enzymet, og bekreftet dermed dets rolle. Planter som manglet funksjonell VIH viste alvorlige utviklingsdefekter og morfologiske abnormiteter, som kompakte blader, svekket radial vekst og mangel på beger. Disse defektene ble eliminert ved å modifisere plantegenomet til å produsere bare én ende (N-terminalen) av VIH-enzymet. Ved hjelp av avanserte kromatografiteknikker oppdaget teamet at N-terminalen inneholder et kinasedomene som katalyserer produksjonen av InsP₈.
Forskerne oppdaget at DELLA er et av de cellulære målene for VIH-kinase. Videre observerte de at fenotypene til MpVIH-defekte planter var lik de hos M. polymorpha-planter med økt DELLA-ekspresjon.
«På dette tidspunktet var vi spent på å forstå om DELLA-stabilitet eller -aktivitet er forbedret i MpVIH-mangelfulle planter», sa Priyanshi Rana, førsteforfatter og en doktorgradsstudent i Laheys forskningsgruppe. I samsvar med hypotesen deres fant forskerne at DELLA-hemming kan gjenopprette de defekte vekst- og utviklingsfenotypene til MpVIH-mutantplanter betydelig. Disse resultatene tyder på at VIH-kinase negativt regulerer DELLA, og fremmer plantevekst og -utvikling.
Forskning på DELLA-proteiner går tilbake til den grønne revolusjonen, da forskere ubevisst utnyttet potensialet deres til å lage høyavkastende semi-dvergvarianter. Selv om detaljene i arbeidet deres var uklare på den tiden, lar moderne teknologi forskere manipulere funksjonene til disse proteinene gjennom genteknologi, noe som effektivt øker avlingene.