Исследователи из отдела биохимии Индийского института наук (IISc) обнаружили давно искомый механизм регулирования роста примитивных наземных растений, таких как мхи (группа, включающая мхи и печеночники), который сохранился у более поздних цветковых растений.
Исследование, опубликованное в журнале Nature Chemical Biology, было посвящено неканонической регуляции белков DELLA, основного регулятора роста, подавляющего деление клеток у эмбриофитов (наземных растений).
Интересно, что у мхов, первых растений, появившихся на суше около 500 миллионов лет назад, отсутствует рецептор GID1, несмотря на выработку фитогормона ГА. Это поднимает вопрос о том, как регулировались рост и развитие этих ранних наземных растений.
Используя печеночник Marchantia polymorpha в качестве модельной системы, исследователи обнаружили, что эти примитивные растения используют специализированный фермент MpVIH, который производит клеточный мессенджер инозитолпирофосфат (InsP₈), позволяющий им расщеплять DELLA без необходимости использования гиббереллиновой кислоты.
Исследователи обнаружили, что DELLA является одной из клеточных мишеней киназы VIH. Более того, они заметили, что растения, лишенные MpVIH, имитируют фенотипы растений M. polymorpha, у которых наблюдается избыточная экспрессия DELLA.
«На этом этапе нас заинтересовало, повышается ли стабильность или активность DELLA в растениях с дефицитом MpVIH», — сказала Приянши Рана, первый автор и аспирантка исследовательской группы Лахея. В соответствии со своей гипотезой, исследователи обнаружили, что ингибирование DELLA значительно компенсирует дефекты роста и развития мутантных растений MpVIH. Эти результаты свидетельствуют о том, что киназа VIH отрицательно регулирует DELLA, тем самым способствуя росту и развитию растений.
Исследования белков DELLA начались еще во времена «зеленой революции», когда ученые, сами того не подозревая, использовали их потенциал для разработки высокоурожайных полукарликовых сортов. Хотя в то время механизмы их действия были неясны, современные технологии позволяют ученым манипулировать функциями этих белков с помощью генной инженерии, эффективно повышая урожайность сельскохозяйственных культур.
Изучение ранних наземных растений также позволяет получить представление об их эволюции за последние 500 миллионов лет. Например, хотя современные цветковые растения дестабилизируют белки DELLA посредством механизма, зависящего от гиббереллиновой кислоты, сайты связывания InsP₈ сохраняются. Эти данные позволяют понять эволюцию сигнальных путей клеток с течением времени.
Данная статья перепечатана из следующих источников. Примечание: текст может быть отредактирован по объему и содержанию. Для получения дополнительной информации, пожалуйста, свяжитесь с источником. С нашей политикой в отношении пресс-релизов можно ознакомиться здесь.
Дата публикации: 15 сентября 2025 г.