Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra cách thực vật điều chỉnh protein DELLA.

Các nhà nghiên cứu từ Khoa Sinh hóa tại Viện Khoa học Ấn Độ (IISc) đã phát hiện ra một cơ chế được tìm kiếm từ lâu để điều chỉnh sự phát triển của các loài thực vật trên cạn nguyên thủy như rêu (một nhóm bao gồm rêu và rêu gan), cơ chế này vẫn được giữ lại ở các loài thực vật có hoa sau này.
Nghiên cứu, được công bố trên tạp chí Nature Chemical Biology, tập trung vào cơ chế điều hòa không theo quy chuẩn của protein DELLA, một chất điều hòa sinh trưởng chủ yếu có chức năng ức chế sự phân chia tế bào ở thực vật phôi (thực vật trên cạn).
Điều thú vị là, rêu, những loài thực vật đầu tiên xuất hiện trên cạn khoảng 500 triệu năm trước, lại thiếu thụ thể GID1 mặc dù chúng sản sinh ra hormone thực vật GA. Điều này đặt ra câu hỏi về cách thức điều chỉnh sự sinh trưởng và phát triển của những loài thực vật trên cạn sơ khai này.
Sử dụng cây rêu gan Marchantia polymorpha làm hệ thống mô hình, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng những loài thực vật nguyên thủy này sử dụng một loại enzyme chuyên biệt, MpVIH, tạo ra chất truyền tin tế bào inositol pyrophosphate (InsP₈), cho phép chúng phân hủy DELLA mà không cần đến axit gibberellic.
Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng DELLA là một trong những mục tiêu tế bào của kinase VIH. Hơn nữa, họ quan sát thấy rằng các cây thiếu MpVIH bắt chước kiểu hình của cây M. polymorpha biểu hiện quá mức DELLA.
“Tại thời điểm này, chúng tôi rất hào hứng muốn tìm hiểu xem liệu tính ổn định hay hoạt động của DELLA có tăng lên ở những cây thiếu MpVIH hay không,” Priyanshi Rana, tác giả chính và là nghiên cứu sinh trong nhóm nghiên cứu của Lahey, cho biết. Phù hợp với giả thuyết của họ, các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng việc ức chế DELLA đã khắc phục đáng kể các kiểu hình sinh trưởng và phát triển bất thường của cây đột biến MpVIH. Những kết quả này cho thấy kinase VIH điều hòa DELLA một cách tiêu cực, từ đó thúc đẩy sự sinh trưởng và phát triển của cây.
Nghiên cứu về protein DELLA bắt nguồn từ cuộc Cách mạng Xanh, khi các nhà khoa học vô tình khai thác tiềm năng của chúng để phát triển các giống cây trồng bán lùn năng suất cao. Mặc dù chi tiết về cách thức hoạt động của chúng chưa rõ ràng vào thời điểm đó, công nghệ hiện đại cho phép các nhà khoa học điều chỉnh chức năng của các protein này thông qua kỹ thuật di truyền, từ đó tăng năng suất cây trồng một cách hiệu quả.
Nghiên cứu về các loài thực vật trên cạn sơ khai cũng cung cấp những hiểu biết sâu sắc về sự tiến hóa của chúng trong 500 triệu năm qua. Ví dụ, mặc dù các loài thực vật có hoa hiện đại làm mất ổn định protein DELLA thông qua cơ chế phụ thuộc vào axit gibberellic, nhưng các vị trí liên kết InsP₈ vẫn được bảo tồn. Những phát hiện này cung cấp những hiểu biết sâu sắc về sự tiến hóa của các con đường truyền tín hiệu tế bào theo thời gian.
Bài viết này được đăng lại từ các nguồn sau. Lưu ý: Văn bản có thể được chỉnh sửa về độ dài và nội dung. Để biết thêm thông tin, vui lòng liên hệ với nguồn gốc bài viết. Chính sách thông cáo báo chí của chúng tôi có thể được tìm thấy tại đây.