Исследователи из отдела биохимии Индийского института наук (IISc) обнаружили давно искомый механизм регулирования роста примитивных наземных растений, таких как бриофиты (группа, в которую входят мхи и печеночники), который сохранился у более поздних цветковых растений.
Исследование, опубликованное в журнале Nature Chemical Biology, было сосредоточено на неканонической регуляции белков DELLA — главного регулятора роста, подавляющего деление клеток у эмбриофитов (наземных растений).
Интересно, что у бриофитов, первых растений, появившихся на суше около 500 миллионов лет назад, рецептор GID1 отсутствует, несмотря на то, что они вырабатывают фитогормон 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), что позволяет им расщеплять DELLA без необходимости использования гибберелловой кислоты.
Исследователи обнаружили, что DELLA является одной из клеточных мишеней киназы VIH. Более того, они наблюдали, что растения, лишенные MpVIH, имитируют фенотипы растений M. polymorpha, у которых наблюдается повышенная экспрессия DELLA.
«На этом этапе мы были рады понять, повышается ли стабильность или активность DELLA в растениях с дефицитом MpVIH», — сказала Приянши Рана, первый автор и аспирант исследовательской группы Лэхи. В соответствии с их гипотезой, исследователи обнаружили, что ингибирование DELLA значительно восстанавливало дефектные фенотипы роста и развития растений-мутантов MpVIH. Эти результаты свидетельствуют о том, что киназа VIH негативно регулирует DELLA, тем самым способствуя росту и развитию растений.
Исследования белков DELLA восходят к временам Зелёной революции, когда учёные, сами того не осознавая, использовали их потенциал для создания высокоурожайных полукарликовых сортов. Хотя в то время детали их работы были неясны, современные технологии позволяют учёным манипулировать функциями этих белков с помощью генной инженерии, эффективно повышая урожайность.
Изучение ранних наземных растений также позволяет лучше понять их эволюцию за последние 500 миллионов лет. Например, хотя современные цветковые растения дестабилизируют белки DELLA посредством механизма, зависящего от гибберелловой кислоты, сайты связывания InsP₈ сохраняются. Эти результаты позволяют лучше понять эволюцию сигнальных путей клеток с течением времени.
Эта статья перепечатана из следующих источников. Примечание: текст может быть отредактирован по объёму и содержанию. За дополнительной информацией обращайтесь к источнику. С нашей политикой в отношении пресс-релизов можно ознакомиться здесь.
Время публикации: 15 сентября 2025 г.