Các nhà nghiên cứu từ Khoa Hóa sinh tại Viện Khoa học Ấn Độ (IISc) đã phát hiện ra một cơ chế từ lâu đã được tìm kiếm để điều chỉnh sự phát triển của các loài thực vật nguyên thủy trên cạn như rêu (một nhóm bao gồm rêu và địa tiền) 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 quá trình điều hòa không điển hình của protein DELLA, một chất điều hòa sinh trưởng chính ngăn chặn sự phân chia tế bào ở thực vật phôi (thực vật trên cạn).
Điều thú vị là rêu, loài thực vật đầu tiên xuất hiện trên cạn khoảng 500 triệu năm trước, lại thiếu thụ thể GID1 mặc dù sản sinh ra phytohormone GA. Điều này đặt ra câu hỏi về cách thức điều hòa sự sinh trưởng và phát triển của những loài thực vật trên cạn đầu tiên này.
Sử dụng rêu tản 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, sản xuất ra chất truyền tin tế bào inositol pyrophosphate (InsP₈), cho phép chúng phân hủy DELLA mà không cần 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 những cây thiếu MpVIH bắt chước kiểu hình của những cây M. polymorpha biểu hiện quá mức DELLA.
“Đến thời điểm này, chúng tôi rất hào hứng muốn tìm hiểu xem liệu độ 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 cải thiện đáng kể các kiểu hình sinh trưởng và phát triển khiếm khuyết ở những cây đột biến MpVIH. Những kết quả này cho thấy kinase VIH điều hòa tiêu cực DELLA, do 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 bán lùn năng suất cao. Mặc dù chi tiết về cơ chế hoạt động của chúng vẫn chưa rõ ràng vào thời điểm đó, nhưng công nghệ hiện đại cho phép các nhà khoa học điều khiển 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 thực vật trên cạn thời kỳ đầu cũng cung cấp cái nhìn sâu sắc về quá trình tiến hóa của chúng trong 500 triệu năm qua. Ví dụ, mặc dù thực vật có hoa hiện đại làm mất ổn định protein DELLA thông qua cơ chế phụ thuộc axit gibberellic, các vị trí liên kết InsP₈ vẫn được bảo tồn. Những phát hiện này cung cấp cái nhìn sâu sắc về quá trình 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. Chính sách thông cáo báo chí của chúng tôi có thể được tìm thấy tại đây.
Thời gian đăng: 15-09-2025