Үндістан ғылымдар институтының (IISc) биохимия бөлімінің зерттеушілері бриофиттер (соның ішінде мүктер мен бауыр құрттары) сияқты қарабайыр жер өсімдіктері пайдаланатын көптен бері ізденетін механизмді ашты.өсімдіктердің өсуін реттейді– жақында дамыған гүлді өсімдіктерде де сақталған механизм.
Nature Chemical Biology журналында жарияланған зерттеу эмбриональды өсімдіктердегі (жердегі өсімдіктер) жасушалардың бөлінуін тежейтін негізгі өсу реттегіші DELLA протеинінің классикалық емес реттелуіне бағытталған.
«DELLA жылдамдықты азайтатын құрал сияқты әрекет етеді, бірақ егер бұл жылдамдықты азайту тұрақты болса, зауыт қозғала алмайды», - деп түсіндіреді Дебабрата Лаха, биохимия доценті және зерттеудің бірлескен авторы. Сондықтан DELLA ақуыздарының ыдырауы өсімдіктердің өсуін ынталандыру үшін өте маңызды. Гүлді өсімдіктерде фитогормон кезінде DELLA бұзыладыгиббереллин (GA)GA-GID1-DELLA кешенін құра отырып, оның GID1 рецепторымен байланысады. Кейіннен DELLA репрессорлық протеин убиквитин тізбегімен байланысады және 26S протеазомымен ыдырайды.
Бір қызығы, бриофиттер шамамен 500 миллион жыл бұрын жерді отарлайтын алғашқы өсімдіктердің бірі болды. Олар гиббереллин фитогормонын (ГА) өндірсе де, оларда GID1 рецепторы жетіспейді. Осыдан мынадай сұрақ туындайды: осы ерте жердегі өсімдіктердің өсуі мен дамуы қалай реттелді?
Зерттеушілер CRISPR-Cas9 жүйесін сәйкес VIH генін нокаутқа түсіру үшін қолданды, осылайша VIH рөлін растады. Функционалды VIH ферменті жоқ өсімдіктерде тығыз таллом, радиалды өсудің бұзылуы және тостағанның болмауы сияқты ауыр өсу мен даму ақаулары және морфологиялық ауытқулар байқалады. Бұл ақаулар VIH ферментінің тек бір ұшын (N-терминусын) өндіру үшін өсімдік геномын өзгерту арқылы түзетілді. Жетілдірілген хроматография әдістерін пайдалана отырып, зерттеу тобы N-терминуста InsP₈ өндірісін катализдейтін киназа домені бар екенін анықтады.
Зерттеушілер DELLA VIH киназаның жасушалық нысандарының бірі екенін анықтады. Бұдан басқа, олар MpVIH жетіспейтін өсімдіктердің фенотипі DELLA экспрессиясы жоғарылаған Miscanthus multiforme өсімдіктеріне ұқсас екенін байқады.
«Осы кезеңде біз MpVIH жетіспейтін өсімдіктерде DELLA тұрақтылығының немесе белсенділігінің жоғарылағанын анықтауға дайынбыз», - деді Приянши Рана, Лахейдің зерттеу тобының докторанты және мақаланың бірінші авторы. Олардың гипотезасына сәйкес зерттеушілер DELLA тежелуі MpVIH мутантты өсімдіктерінің өсу мен даму ақауларын айтарлықтай қалпына келтіретінін анықтады. Бұл нәтижелер VIH киназа DELLA-ны теріс реттейді, осылайша өсімдіктердің өсуі мен дамуына ықпал етеді.
Зерттеушілер инозитол пирофосфатының осы бриофиттегі DELLA ақуызының экспрессиясын реттейтін механизмді түсіндіру үшін генетикалық, биохимиялық және биофизикалық әдістерді біріктірді. Атап айтқанда, MpVIH шығаратын InsP₈ MpDELLA протеинімен байланысып, оның полиубиквитинациясына ықпал етеді, бұл өз кезегінде протеазома арқылы осы репрессорлық ақуыздың ыдырауына әкеледі.
DELLA протеиніне қатысты зерттеулер ғалымдар білместен жоғары өнімді жартылай ергежейлі сорттарды жасау үшін оның әлеуетін пайдаланған Жасыл революциядан басталады. Оның әсер ету механизмі сол кезде белгісіз болғанымен, заманауи технологиялар ғалымдарға осы ақуыздың қызметін басқару үшін гендік редакциялауды қолдануға мүмкіндік берді, осылайша ауылшаруашылық дақылдарының өнімділігін тиімді арттырады.
«Халық санының өсуі және егістік алқаптарының қысқаруымен егін өнімділігін арттыру маңызды болды», - деді Раха. InsP₈ реттейтін DELLA деградациясының эмбриональды өсімдіктерде кең таралуы мүмкін екенін ескере отырып, бұл жаңалық келесі ұрпақтың жоғары өнімді дақылдарын дамытуға жол ашуы мүмкін.
Хабарлама уақыты: 31 қазан 2025 ж