Onderzoekers van de afdeling Biochemie van het Indian Institute of Sciences (IISc) hebben een lang gezocht mechanisme ontdekt voor het reguleren van de groei van primitieve landplanten zoals bryofyten (een groep waartoe mossen en levermossen behoren), een mechanisme dat behouden is gebleven in latere bloeiende planten.
De studie, 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 genoeg missen bryofyten, de eerste planten die zo'n 500 miljoen jaar geleden op het land verschenen, de GID1-receptor 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 overexpressen.
"Op dit punt waren we enthousiast om te onderzoeken of de stabiliteit of activiteit van DELLA toeneemt in MpVIH-deficiënte planten", 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 halfdwergvariëteiten te ontwikkelen. Hoewel de precieze werking ervan destijds onduidelijk was, stelt moderne technologie wetenschappers in staat om de functies van deze eiwitten te manipuleren door middel van genetische modificatie, waardoor de gewasopbrengsten effectief worden verhoogd.
Het bestuderen van vroege landplanten biedt ook inzicht in hun evolutie gedurende de afgelopen 500 miljoen jaar. Hoewel moderne bloeiende planten bijvoorbeeld DELLA-eiwitten destabiliseren via een gibberellinezuur-afhankelijk mechanisme, blijven de InsP₈-bindingsplaatsen behouden. Deze bevindingen geven inzicht in de evolutie van cellulaire signaalroutes in de loop der tijd.
Dit artikel is overgenomen uit de volgende bronnen. Let op: de tekst kan bewerkt zijn qua lengte en inhoud. Neem voor meer informatie contact op met de bron. Ons persberichtbeleid vindt u hier.
Geplaatst op: 15 september 2025