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 cercato per regolare la crescita di piante terrestri primitive come le briofite (un gruppo che comprende muschi ed epatiche), meccanismo che si è conservato anche 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), consentendo loro di degradare 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, senza saperlo, ne sfruttarono il potenziale per sviluppare varietà semi-nane ad alto rendimento. Sebbene all'epoca i dettagli del loro funzionamento 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.
Lo studio delle prime piante terrestri fornisce anche informazioni sulla loro evoluzione negli ultimi 500 milioni di anni. Ad esempio, sebbene le piante da fiore moderne destabilizzino le proteine ​​DELLA attraverso un meccanismo dipendente dall'acido gibberellico, i siti di legame per l'InsP₈ sono conservati. Queste scoperte forniscono informazioni sull'evoluzione delle vie di segnalazione cellulare nel corso del tempo.
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