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

I ricercatori del Dipartimento di Biochimica dell'Istituto Indiano di Scienze (IISc) hanno scoperto un meccanismo a lungo cercatoper regolare la crescita di piante terrestri primitive come le briofite (un gruppo che comprende muschi ed epatiche) che è stata conservata 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 chiave della crescita che sopprime la divisione cellulare nelle embriofite (piante terrestri).
È interessante notare che le briofite, le prime piante comparse sulla terraferma circa 500 milioni di anni fa, sono prive del recettore GID1, nonostante producano il fitormone GA. Ciò solleva interrogativi su come venissero 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), per scomporre la DELLA senza il coinvolgimento diacido gibberellico.
I ricercatori hanno utilizzato il sistema CRISPR-Cas9 per disattivare il gene che codifica per l'enzima VIH, confermandone il ruolo. Le piante prive di VIH funzionale presentavano gravi difetti di sviluppo e anomalie morfologiche, come foglie compatte, crescita radiale compromessa e assenza di calici. Questi difetti sono stati eliminati modificando il genoma della pianta in modo da produrre solo un'estremità (l'N-terminale) dell'enzima VIH. Utilizzando tecniche cromatografiche avanzate, il team ha scoperto che l'N-terminale contiene un dominio chinasi che catalizza la produzione di InsP₈.
I ricercatori hanno scoperto che DELLA è uno dei bersagli cellulari della chinasi VIH. Inoltre, hanno osservato che i fenotipi delle piante con deficit di MpVIH erano simili a quelli delle piante di M. polymorpha con un'espressione aumentata di DELLA.
"A questo punto, eravamo entusiasti di capire se la stabilità o l'attività della DELLA fossero aumentate nelle piante carenti di MpVIH", ha affermato Priyanshi Rana, prima autrice e studentessa di dottorato nel gruppo di ricerca di Lahey. In linea con la loro ipotesi, i ricercatori hanno scoperto che l'inibizione della DELLA può ripristinare significativamente i fenotipi di crescita e sviluppo difettosi delle piante mutanti MpVIH. Questi risultati suggeriscono che la chinasi VIH regola negativamente la DELLA, promuovendo la crescita e lo sviluppo della pianta.
La ricerca sulle proteine ​​DELLA risale alla Rivoluzione Verde, quando gli scienziati, senza saperlo, ne sfruttarono il potenziale per creare varietà semi-nane ad alto rendimento. Sebbene all'epoca i dettagli del loro lavoro non fossero chiari, la tecnologia moderna consente agli scienziati di manipolare le funzioni di queste proteine ​​attraverso l'ingegneria genetica, aumentando di fatto la resa dei raccolti.