I ricercatori del Dipartimento di Biochimica dell'Indian Institute of Sciences (IISc) hanno scoperto un meccanismo a lungo ricercatoper 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, sono prive del 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), per scomporre DELLA senza il coinvolgimento diacido gibberellico.
I ricercatori hanno utilizzato il sistema CRISPR-Cas9 per eliminare 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 mancanza di calici. Questi difetti sono stati eliminati modificando il genoma della pianta per produrre una sola 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 aumentata espressione di DELLA.
"A questo punto, eravamo entusiasti di capire se la stabilità o l'attività di DELLA fosse migliorata 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 può ripristinare significativamente i fenotipi difettosi di crescita e sviluppo delle piante mutanti MpVIH. Questi risultati suggeriscono che la chinasi VIH regola negativamente DELLA, promuovendo 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 creare varietà semi-nane ad alta resa. Sebbene i dettagli del loro lavoro 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.
Data di pubblicazione: 23-10-2025