Onderzoekers van de afdeling Biochemie van het Indian Institute of Sciences (IISc) hebben een mechanisme ontdekt waarmee de groei van primitieve landplanten, zoals mossen en levermossen, al lang wordt gereguleerd. Het mechanisme is ook in latere bloeiende planten behouden gebleven.
Het onderzoek, gepubliceerd in het tijdschrift Nature Chemical Biology, richtte zich op de niet-canonieke regulatie van DELLA-eiwitten, een belangrijke groeiregulator die de celdeling in embryofyten (landplanten) onderdrukt.
Interessant is dat bryofyten, de eerste planten die zo'n 500 miljoen jaar geleden op het land verschenen, de GID1-receptor missen, ondanks dat ze het fytohormoon GA produceren. Dit roept de vraag op hoe de groei en ontwikkeling van deze vroege landplanten werden gereguleerd.
Met behulp van het levermos Marchantia polymorpha als modelsysteem ontdekten de onderzoekers dat deze primitieve planten een gespecialiseerd enzym, MpVIH, gebruiken dat de cellulaire boodschapper inositolpyrofosfaat (InsP₈) produceert, waardoor ze DELLA kunnen afbreken zonder dat ze gibberellinezuur nodig hebben.
De onderzoekers ontdekten dat DELLA een van de cellulaire doelwitten is van VIH-kinase. Bovendien observeerden ze dat planten zonder MpVIH de fenotypes nabootsen van M. polymorpha-planten die DELLA overexpressie vertonen.
"Op dit punt waren we enthousiast om te begrijpen of de stabiliteit of activiteit van DELLA toeneemt in planten met een MpVIH-deficiëntie", aldus Priyanshi Rana, eerste auteur en promovendus in de onderzoeksgroep van Lahey. In overeenstemming met hun hypothese ontdekten de onderzoekers dat het remmen van DELLA de gebrekkige groei- en ontwikkelingsfenotypes van MpVIH-mutante planten aanzienlijk herstelde. Deze resultaten suggereren dat VIH-kinase DELLA negatief reguleert en zo de plantengroei en -ontwikkeling bevordert.
Onderzoek naar DELLA-eiwitten gaat terug tot de Groene Revolutie, toen wetenschappers onbewust hun potentieel benutten om hoogproductieve semi-dwergvariëteiten te ontwikkelen. Hoewel de details van hun werking destijds onduidelijk waren, stelt moderne technologie wetenschappers in staat om de functies van deze eiwitten te manipuleren door middel van genetische manipulatie, wat de oogstopbrengsten effectief verhoogt.
Het bestuderen van vroege landplanten biedt ook inzicht in hun evolutie in de afgelopen 500 miljoen jaar. Zo destabiliseren moderne bloeiende planten DELLA-eiwitten weliswaar via een gibberellinezuur-afhankelijk mechanisme, maar blijven de InsP₈-bindingsplaatsen behouden. Deze bevindingen bieden inzicht in de evolutie van celsignaleringsroutes in de loop der tijd.
Dit artikel is overgenomen uit de volgende bronnen. Let op: De tekst kan worden aangepast wat betreft lengte en inhoud. Neem voor meer informatie contact op met de bron. Ons persberichtenbeleid vindt u hier.
Plaatsingstijd: 15-09-2025