Natuklasan ng mga mananaliksik ang mekanismo ng regulasyon ng protina ng DELLA sa mga halaman.

Natuklasan ng mga mananaliksik mula sa Department of Biochemistry sa Indian Institute of Sciences (IISc) ang isang mekanismong matagal nang hinahanap na ginagamit ng mga sinaunang halaman sa lupa tulad ng mga bryophyte (kabilang ang mga lumot at liverwort) upang...ayusin ang paglaki ng halaman– isang mekanismo na napreserba rin sa mga halamang namumulaklak na mas kamakailan lamang umunlad.

Ang pag-aaral, na inilathala sa journal na Nature Chemical Biology, ay nakatuon sa di-klasikal na regulasyon ng protina ng DELLA, isang master growth regulator na maaaring pumigil sa paghahati ng cell sa mga embryonic na halaman (mga halaman sa lupa).
"Ang DELLA ay gumagana tulad ng isang speed bump, ngunit kung ang speed bump na ito ay palaging naroroon, ang halaman ay hindi makakagalaw," paliwanag ni Debabrata Laha, associate professor ng biochemistry at co-author ng pag-aaral. Samakatuwid, ang pagkasira ng mga protina ng DELLA ay mahalaga para sa pagpapasigla ng paglaki ng halaman. Sa mga namumulaklak na halaman, ang DELLA ay nasisira kapag ang phytohormonegiberellin (GA)ay kumakapit sa receptor nito na GID1, na bumubuo ng GA-GID1-DELLA complex. Kasunod nito, ang DELLA repressor protein ay kumakapit sa mga ubiquitin chain at nasisira ng 26S proteasome.
Kapansin-pansin, ang mga bryophyte ay kabilang sa mga unang halamang nanirahan sa lupa, humigit-kumulang 500 milyong taon na ang nakalilipas. Bagama't gumagawa sila ng phytohormone gibberellin (GA), wala silang GID1 receptor. Nagbubunsod ito ng tanong: paano kinokontrol ang paglaki at pag-unlad ng mga sinaunang halamang ito sa lupa?
Ginamit ng mga mananaliksik ang sistemang CRISPR-Cas9 upang patayin ang kaukulang gene ng VIH, sa gayon ay kinumpirma ang papel ng VIH. Ang mga halamang kulang sa gumaganang enzyme ng VIH ay nagpapakita ng malubhang depekto sa paglaki at pag-unlad at mga abnormalidad sa morpolohiya, tulad ng siksik na thallus, kapansanan sa paglaki ng radial, at kawalan ng calyx. Ang mga depektong ito ay naitama sa pamamagitan ng pagbabago sa genome ng halaman upang makagawa lamang ng isang dulo (ang N-terminus) ng enzyme ng VIH. Gamit ang mga advanced na pamamaraan ng chromatography, natuklasan ng pangkat ng pananaliksik na ang N-terminus ay naglalaman ng isang kinase domain na nagpapabilis sa produksyon ng InsP₈.
Natuklasan ng mga mananaliksik na ang DELLA ay isa sa mga cellular target ng VIH kinase. Bukod pa rito, naobserbahan nila na ang phenotype ng mga halamang kulang sa MpVIH ay katulad ng sa mga halamang Miscanthus multiforme na may mas mataas na ekspresyon ng DELLA.
"Sa yugtong ito, sabik kaming matukoy kung ang katatagan o aktibidad ng DELLA ay pinahusay sa mga halamang kulang sa MpVIH," sabi ni Priyanshi Rana, isang mag-aaral ng doktorado sa grupong pananaliksik ni Lahey at unang may-akda ng papel. Alinsunod sa kanilang hipotesis, natuklasan ng mga mananaliksik na ang pagsugpo sa DELLA ay makabuluhang nagpanumbalik sa mga depekto sa paglaki at pag-unlad sa mga halamang mutant na MpVIH. Ang mga natuklasang ito ay nagmumungkahi na ang VIH kinase ay negatibong nagreregula sa DELLA, sa gayon ay nagtataguyod ng paglaki at pag-unlad ng halaman.
Pinagsama ng mga mananaliksik ang mga pamamaraang henetiko, biokemikal, at biopisikal upang linawin ang mekanismo kung paano kinokontrol ng inositol pyrophosphate ang ekspresyon ng protina ng DELLA sa bryophyte na ito. Sa partikular, ang InsP₈, na ginawa ng MpVIH, ay nagbibigkis sa protina ng MpDELLA, na nagtataguyod ng polyubiquitination nito, na siya namang humahantong sa pagkasira ng repressor protein na ito ng proteasome.
Ang pananaliksik sa protina ng DELLA ay nagsimula pa noong Green Revolution, nang hindi namamalayan ng mga siyentipiko na sinamantala ang potensyal nito na lumikha ng mga high-yielding semi-dwarf variety. Bagama't hindi pa alam ang mekanismo ng pagkilos nito noong panahong iyon, ang mga modernong teknolohiya ay nagbigay-daan sa mga siyentipiko na gamitin ang gene editing upang manipulahin ang tungkulin ng protinang ito, sa gayon ay epektibong pinapataas ang ani ng pananim.
"Dahil sa paglaki ng populasyon at pagliit ng lupang maaaring sakahin, ang pagtaas ng ani ng pananim ay naging kritikal," sabi ni Raha. Dahil ang pagkasira ng DELLA na kinokontrol ng InsP₈ ay maaaring laganap sa mga embryonic na halaman, ang pagtuklas na ito ay maaaring magbukas ng daan para sa pag-unlad ng mga susunod na henerasyon ng mga pananim na may mataas na ani.