Watafiti wanagundua utaratibu wa udhibiti wa protini wa DELLA kwenye mimea.

Watafiti kutoka Idara ya Baiolojia katika Taasisi ya Sayansi ya India (IISc) wamegundua utaratibu uliotafutwa kwa muda mrefu unaotumiwa na mimea ya ardhini kama vile bryophytes (pamoja na mosses na ini)kudhibiti ukuaji wa mmea- utaratibu ambao pia umehifadhiwa katika mimea ya maua iliyobadilishwa hivi karibuni.

Utafiti huo, uliochapishwa katika jarida la Biolojia ya Kemikali ya Asili, unaangazia udhibiti usio wa kitamaduni wa protini ya DELLA, kidhibiti kikuu cha ukuaji ambacho kinaweza kuzuia mgawanyiko wa seli katika mimea ya kiinitete (mimea ya ardhini).
"DELLA hufanya kama kikwazo cha kasi, lakini ikiwa ongezeko hili la kasi liko kila mara, mmea hauwezi kusonga," anaelezea Debabrata Laha, profesa mshiriki wa biokemia na mwandishi mwenza wa utafiti huo. Kwa hivyo, uharibifu wa protini za DELLA ni muhimu kwa kukuza ukuaji wa mimea. Katika mimea ya maua, DELLA huharibika wakati phytohormonegibberellin (GA)hufunga kwa kipokezi chake GID1, na kutengeneza changamano GA-GID1-DELLA. Baadaye, protini ya kikandamizaji ya DELLA hujifunga kwenye minyororo ya ubiquitin na inaharibiwa na 26S proteasome.
Inashangaza, bryophytes walikuwa kati ya mimea ya kwanza kutawala ardhi, takriban miaka milioni 500 iliyopita. Ingawa wanazalisha phytohormone gibberellin (GA), hawana kipokezi cha GID1. Hii inazua swali: jinsi ukuaji na ukuzaji wa mimea hii ya mapema ilidhibitiwa?
Watafiti walitumia mfumo wa CRISPR-Cas9 kugonga jeni inayolingana ya VIH, na hivyo kuthibitisha jukumu la VIH. Mimea isiyo na kimeng'enya cha VIH inayofanya kazi huonyesha kasoro kali za ukuaji na ukuaji na kasoro za kimofolojia, kama vile thalosi mnene, ukuaji wa radial na ukosefu wa calyx. Kasoro hizi zilirekebishwa kwa kurekebisha jenomu ya mmea kutoa ncha moja tu (N-terminus) ya kimeng'enya cha VIH. Kwa kutumia mbinu za hali ya juu za kromatografia, timu ya utafiti iligundua kuwa N-terminus ina kikoa cha kinase ambacho huchochea utengenezaji wa InsP₈.
Watafiti waligundua kuwa DELLA ni mojawapo ya shabaha za seli za VIH kinase. Zaidi ya hayo, waliona kwamba phenotype ya mimea yenye upungufu wa MpVIH ilikuwa sawa na mimea ya Miscanthus multiforme yenye kujieleza kwa DELLA.
"Katika hatua hii, tuna hamu ya kubainisha kama uthabiti au shughuli ya DELLA inaimarishwa katika mimea yenye upungufu wa MpVIH," alisema Priyanshi Rana, mwanafunzi wa udaktari katika kikundi cha utafiti cha Lahey na mwandishi wa kwanza wa karatasi hiyo. Sambamba na nadharia yao, watafiti waligundua kuwa kizuizi cha DELLA kilirejesha kwa kiasi kikubwa kasoro za ukuaji na maendeleo katika mimea inayobadilika ya MpVIH. Matokeo haya yanapendekeza kuwa VIH kinase inadhibiti vibaya DELLA, na hivyo kukuza ukuaji na ukuzaji wa mimea.
Watafiti walichanganya njia za maumbile, biochemical, na biophysical ili kufafanua utaratibu ambao inositol pyrophosphate inadhibiti usemi wa protini ya DELLA katika bryophyte hii. Hasa, InsP₈, inayozalishwa na MpVIH, hufungamana na protini ya MpDELLA, na kuendeleza ushiriki wake wa polyubiquitination, ambayo husababisha uharibifu wa protini hii ya kikandamizaji na proteasome.
Utafiti kuhusu protini ya DELLA ulianza wakati wa Mapinduzi ya Kijani, wakati wanasayansi walitumia bila kujua uwezo wake kuunda aina za nusu kibete zenye kuzaa sana. Ingawa utaratibu wake wa utekelezaji haukujulikana wakati huo, teknolojia za kisasa zimewawezesha wanasayansi kutumia uhariri wa jeni ili kuendesha kazi ya protini hii, na hivyo kuongeza mavuno ya mazao kwa ufanisi.
"Pamoja na ongezeko la watu na kupungua kwa ardhi ya kilimo, ongezeko la mazao limekuwa muhimu," Raha alisema. Kwa kuzingatia kwamba uharibifu wa DELLA unaodhibitiwa na InsP₈ unaweza kuenea katika mimea ya kiinitete, ugunduzi huu unaweza kuweka njia kwa ajili ya ukuzaji wa mazao ya kizazi kijacho yenye mavuno mengi.