Индия Илимдер Институтунун (IISc) Биохимия бөлүмүнүн изилдөөчүлөрү бриофиттер (анын ичинде мохтор жана боор курттары) сыяктуу алгачкы кургактык өсүмдүктөрү тарабынан колдонулган көптөн бери изделип келген механизмди ачышты.өсүмдүктөрдүн өсүшүн жөнгө салуу– жакында эле эволюцияланган гүлдүү өсүмдүктөрдө да сакталып калган механизм.
Nature Chemical Biology журналында жарыяланган изилдөө эмбрионалдык өсүмдүктөрдө (кургактык өсүмдүктөрдө) клеткалардын бөлүнүшүн басаңдата алган өсүүнү жөнгө салуучу башкы DELLA белогунун классикалык эмес жөнгө салынышына багытталган.
«DELLA ылдамдыкты басаңдатуучу тосмо сыяктуу иштейт, бирок эгерде бул ылдамдыкты басаңдатуучу тосмо дайыма болуп турса, өсүмдүк кыймылдай албайт», - деп түшүндүрөт биохимия боюнча доцент жана изилдөөнүн авторлорунун бири Дебабрата Лаха. Ошондуктан, DELLA белокторунун деградациясы өсүмдүктөрдүн өсүшүн стимулдаштыруу үчүн абдан маанилүү. Гүлдүү өсүмдүктөрдө DELLA фитогормондо...гиббереллин (GA)өзүнүн GID1 рецептору менен байланышып, GA-GID1-DELLA комплексин түзөт. Андан кийин, DELLA репрессордук белогу убиквитин чынжырларына байланышып, 26S протеасома тарабынан ажырайт.
Кызыктуусу, бриофиттер болжол менен 500 миллион жыл мурун кургактыкты колониялаштырган алгачкы өсүмдүктөрдүн катарында болгон. Алар фитогормон гиббереллинди (GA) өндүргөнү менен, аларда GID1 рецептору жок. Бул суроону жаратат: бул алгачкы кургактык өсүмдүктөрүнүн өсүшү жана өнүгүшү кандайча жөнгө салынган?
Изилдөөчүлөр тиешелүү VIH генин жок кылуу үчүн CRISPR-Cas9 системасын колдонушкан, ошону менен VIHтин ролун тастыкташкан. Функционалдык VIH ферменти жок өсүмдүктөрдө өсүү жана өнүгүү кемчиликтери жана морфологиялык аномалиялар, мисалы, тыгыз таллом, радиалдык өсүштүн бузулушу жана чөйчөкчөнүн жоктугу байкалат. Бул кемчиликтер VIH ферментинин бир гана учун (N-терминалын) өндүрүү үчүн өсүмдүк геномун өзгөртүү менен оңдолгон. Өркүндөтүлгөн хроматография ыкмаларын колдонуу менен изилдөө тобу N-терминалында InsP₈ өндүрүшүн катализдөөчү киназа домени бар экенин аныкташкан.
Изилдөөчүлөр DELLA VIH киназанын клеткалык буталарынын бири экенин аныкташкан. Андан тышкары, алар MpVIH жетишсиз өсүмдүктөрдүн фенотипи DELLA экспрессиясы жогорулаган Miscanthus multiforme өсүмдүктөрүнө окшош экенин байкашкан.
«Ушул этапта биз MpVIH жетишсиз өсүмдүктөрдө DELLA туруктуулугу же активдүүлүгү жогорулайбы же жокпу, аныктоого даярбыз», - деди Лахинин изилдөө тобунун докторанты жана макаланын биринчи автору Приянши Рана. Алардын гипотезасына ылайык, изилдөөчүлөр DELLA ингибирлөөсү MpVIH мутант өсүмдүктөрүндөгү өсүү жана өнүгүү кемчиликтерин бир топ калыбына келтиргенин аныкташкан. Бул ачылыштар VIH киназасы DELLAны терс жөнгө салып, ошону менен өсүмдүктөрдүн өсүшүнө жана өнүгүшүнө өбөлгө түзөрүн көрсөтүп турат.
Изилдөөчүлөр инозит пирофосфаты бул бриофиттеги DELLA белок экспрессиясын кандайча жөнгө салаарынын механизмин аныктоо үчүн генетикалык, биохимиялык жана биофизикалык ыкмаларды айкалыштырышкан. Тактап айтканда, MpVIH тарабынан өндүрүлгөн InsP₈ MpDELLA белокуна байланышып, анын полиубиквитинациясын стимулдайт, бул өз кезегинде бул репрессор белоктун протеасома тарабынан деградацияланышына алып келет.
DELLA протеинин изилдөө "Жашыл революция" мезгилине барып такалат, анда окумуштуулар анын жогорку түшүмдүү жарым эргежээл сортторун түзүү үчүн потенциалын билбестен колдонушкан. Ал кезде анын таасир этүү механизми белгисиз болсо да, заманбап технологиялар окумуштууларга бул протеиндин функциясын манипуляциялоо үчүн генди редакциялоого мүмкүндүк берип, ошону менен түшүмдү натыйжалуу жогорулатты.
«Калктын өсүшү жана айдоо жерлеринин кыскарышы менен түшүмдүүлүктү жогорулатуу өтө маанилүү болуп калды», - деди Раха. InsP₈ тарабынан жөнгө салынуучу DELLA деградациясы эмбрионалдык өсүмдүктөрдө кеңири жайылышы мүмкүн экенин эске алганда, бул ачылыш кийинки муундагы жогорку түшүмдүү өсүмдүктөрдү өнүктүрүүгө жол ачышы мүмкүн.
Жарыяланган убактысы: 2025-жылдын 31-октябры