I ricercatori hanno scoperto come le piante regolano le proteine ​​DELLA

I ricercatori del Dipartimento di Biochimica dell'Indian Institute of Sciences (IISc) hanno scoperto un meccanismo a lungo ricercato per regolare la crescita di piante terrestri primitive come le briofite (un gruppo che comprende muschi ed epatiche), che è stato mantenuto nelle piante da fiore successive.
Lo studio, pubblicato sulla rivista Nature Chemical Biology, si è concentrato sulla regolazione non canonica delle proteine ​​DELLA, un regolatore di crescita fondamentale che sopprime la divisione cellulare negli embriofiti (piante terrestri).
È interessante notare che le briofite, le prime piante apparse sulla terraferma circa 500 milioni di anni fa, non possiedono il recettore GID1, nonostante producano il fitormone GA. Questo solleva la questione di come fossero regolati la crescita e lo sviluppo di queste prime piante terrestri.
Utilizzando l'epatica Marchantia polymorpha come sistema modello, i ricercatori hanno scoperto che queste piante primitive impiegano un enzima specializzato, MpVIH, che produce il messaggero cellulare inositolo pirofosfato (InsP₈), consentendo loro di scomporre la DELLA senza bisogno di acido gibberellico.
I ricercatori hanno scoperto che DELLA è uno dei bersagli cellulari della chinasi VIH. Inoltre, hanno osservato che le piante prive di MpVIH imitano i fenotipi delle piante di M. polymorpha che sovraesprimono DELLA.
"A questo punto, eravamo entusiasti di capire se la stabilità o l'attività di DELLA aumentasse nelle piante con deficit di MpVIH", ha affermato Priyanshi Rana, prima autrice e studentessa laureata nel gruppo di ricerca di Lahey. In linea con la loro ipotesi, i ricercatori hanno scoperto che l'inibizione di DELLA ha ripristinato significativamente i fenotipi difettosi di crescita e sviluppo delle piante mutanti MpVIH. Questi risultati suggeriscono che la chinasi VIH regola negativamente DELLA, promuovendo così la crescita e lo sviluppo delle piante.
La ricerca sulle proteine ​​DELLA risale alla Rivoluzione Verde, quando gli scienziati ne sfruttarono inconsapevolmente il potenziale per sviluppare varietà semi-nane ad alta resa. Sebbene i dettagli del loro funzionamento non fossero chiari all'epoca, la tecnologia moderna consente agli scienziati di manipolare le funzioni di queste proteine ​​attraverso l'ingegneria genetica, aumentando di fatto le rese delle colture.
Lo studio delle prime piante terrestri fornisce anche informazioni sulla loro evoluzione negli ultimi 500 milioni di anni. Ad esempio, sebbene le moderne piante da fiore destabilizzino le proteine ​​DELLA attraverso un meccanismo dipendente dall'acido gibberellico, i siti di legame per InsP₈ sono conservati. Questi risultati forniscono informazioni sull'evoluzione delle vie di segnalazione cellulare nel tempo.
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