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 eigenschap die later behouden is gebleven bij 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 om DELLA af te breken zonder tussenkomst van andere micro-organismen.gibberellinezuur.
De onderzoekers gebruikten het CRISPR-Cas9-systeem om het gen dat codeert voor het VIH-enzym uit te schakelen, waarmee de rol ervan werd bevestigd. Planten zonder functioneel VIH vertoonden ernstige ontwikkelingsstoornissen en morfologische afwijkingen, zoals compacte bladeren, een verminderde radiale groei en het ontbreken van kelken. Deze defecten werden verholpen door het plantengenoom zodanig te modificeren dat slechts één uiteinde (de N-terminus) van het VIH-enzym werd geproduceerd. Met behulp van geavanceerde chromatografietechnieken ontdekte het team dat de N-terminus een kinasedomein bevat dat de productie van InsP₈ katalyseert.
De onderzoekers ontdekten dat DELLA een van de cellulaire doelwitten is van VIH-kinase. Bovendien observeerden ze dat de fenotypes van MpVIH-deficiënte planten vergelijkbaar waren met die van M. polymorpha-planten met een verhoogde DELLA-expressie.
"Op dit punt waren we erg benieuwd of de stabiliteit of activiteit van DELLA verbeterd zou worden in MpVIH-deficiënte planten", aldus Priyanshi Rana, eerste auteur en promovendus in de onderzoeksgroep van Lahey. In lijn met hun hypothese ontdekten de onderzoekers dat remming van DELLA de gebrekkige groei- en ontwikkelingsfenotypes van MpVIH-mutante planten aanzienlijk kan herstellen. Deze resultaten suggereren dat VIH-kinase DELLA negatief reguleert en zo de groei en ontwikkeling van planten bevordert.
Onderzoek naar DELLA-eiwitten gaat terug tot de Groene Revolutie, toen wetenschappers onbewust hun potentieel benutten om hoogproductieve halfdwergvariëteiten te creëren. Hoewel de details van hun werk destijds onduidelijk waren, 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.
Geplaatst op: 23 oktober 2025