Penyelidik dari Jabatan Biokimia di Institut Sains India (IISc) telah menemui mekanisme yang lama dicariuntuk mengawal selia pertumbuhan tumbuhan tanah primitif seperti bryophytes (kumpulan yang termasuk lumut dan lumut hati) yang dikekalkan dalam tumbuhan berbunga kemudian.
Kajian yang diterbitkan dalam jurnal Nature Chemical Biology, memberi tumpuan kepada peraturan bukan kanonik protein DELLA, pengawal selia pertumbuhan induk yang menyekat pembahagian sel dalam embrio (tumbuhan darat).
Menariknya, bryophytes, tumbuhan pertama yang muncul di darat kira-kira 500 juta tahun yang lalu, tidak mempunyai reseptor GID1, walaupun menghasilkan phytohormone GA. Ini menimbulkan persoalan bagaimana pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan tanah awal ini dikawal selia.
Menggunakan lumut hati Marchantia polymorpha sebagai sistem model, para penyelidik mendapati bahawa tumbuhan primitif ini menggunakan enzim khusus, MpVIH, yang menghasilkan inositol pyrophosphate utusan selular (InsP₈), untuk memecahkan DELLA tanpa penglibatanasid giberelik.
Para penyelidik menggunakan sistem CRISPR-Cas9 untuk mengetuk gen pengekodan enzim VIH, mengesahkan peranannya. Tumbuhan yang tidak mempunyai fungsi VIH menunjukkan kecacatan perkembangan yang teruk dan keabnormalan morfologi, seperti daun padat, pertumbuhan jejari terjejas, dan kekurangan anak kelopak. Kecacatan ini telah dihapuskan dengan mengubah suai genom tumbuhan untuk menghasilkan hanya satu hujung (terminus-N) enzim VIH. Menggunakan teknik kromatografi lanjutan, pasukan mendapati bahawa terminal-N mengandungi domain kinase yang memangkinkan penghasilan InsP₈.
Para penyelidik mendapati bahawa DELLA adalah salah satu sasaran selular VIH kinase. Tambahan pula, mereka mendapati bahawa fenotip tumbuhan kekurangan MpVIH adalah serupa dengan tumbuhan M. polymorpha dengan peningkatan ekspresi DELLA.
"Pada ketika ini, kami teruja untuk memahami sama ada kestabilan atau aktiviti DELLA dipertingkatkan dalam loji kekurangan MpVIH," kata Priyanshi Rana, pengarang pertama dan pelajar siswazah dalam kumpulan penyelidikan Lahey. Selaras dengan hipotesis mereka, para penyelidik mendapati bahawa perencatan DELLA boleh memulihkan dengan ketara pertumbuhan dan perkembangan fenotip tumbuhan mutan MpVIH yang rosak. Keputusan ini menunjukkan bahawa VIH kinase secara negatif mengawal DELLA, menggalakkan pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan.
Penyelidikan terhadap protein DELLA bermula sejak Revolusi Hijau, apabila saintis tanpa sedar mengeksploitasi potensi mereka untuk mencipta varieti separuh kerdil yang menghasilkan tinggi. Walaupun butiran kerja mereka tidak jelas pada masa itu, teknologi moden membolehkan saintis memanipulasi fungsi protein ini melalui kejuruteraan genetik, dengan berkesan meningkatkan hasil tanaman.
Masa siaran: 23-Okt-2025