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

Các nhà nghiên cứu từ Khoa Hóa sinh tại Viện Khoa học Ấn Độ (IISc) đã phát hiện ra một cơ chế được tìm kiếm từ lâuđể 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), để phá vỡ DELLA mà không cần sự tham gia củaaxit gibberellic.
Các nhà nghiên cứu đã sử dụng hệ thống CRISPR-Cas9 để loại bỏ gen mã hóa enzyme VIH, xác nhận vai trò của nó. Cây thiếu VIH chức năng biểu hiện các khiếm khuyết phát triển nghiêm trọng và bất thường về hình thái, chẳng hạn như lá nhỏ gọn, sinh trưởng tán lá kém và thiếu đài hoa. Những khiếm khuyết này đã được loại bỏ bằng cách sửa đổi bộ gen thực vật để chỉ tạo ra một đầu (đầu N) của enzyme VIH. Sử dụng các kỹ thuật sắc ký tiên tiến, nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra rằng đầu N chứa một miền kinase xúc tác quá trình sản xuất InsP₈.
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 kiểu hình của cây thiếu MpVIH tương tự như cây M. polymorpha có biểu hiện DELLA tăng lên.
Priyanshi Rana, tác giả chính và là nghiên cứu sinh trong nhóm nghiên cứu của Lahey, cho biết: "Tại thời điểm này, chúng tôi rất hào hứng muốn tìm hiểu xem liệu tính ổn định hay hoạt động của DELLA có được tăng cường ở những cây thiếu MpVIH hay không". Phù hợp với giả thuyết của họ, các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng việc ức chế DELLA có thể phục hồi đáng kể kiểu hình sinh trưởng và phát triển khiếm khuyết của cây đột biến MpVIH. Những kết quả này cho thấy kinase VIH điều hòa tiêu cực DELLA, thúc đẩy 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 tạo ra các giống bán lùn năng suất cao. Mặc dù chi tiết về công trình của họ vào thời điểm đó chưa rõ ràng, 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.