Výzkumníci z katedry biochemie Indického institutu věd (IISc) objevili dlouho hledaný mechanismus...pro regulaci růstu primitivních suchozemských rostlin, jako jsou mechorosty (skupina zahrnující mechy a játrovky), který byl zachován i u pozdějších kvetoucích rostlin.
Studie publikovaná v časopise Nature Chemical Biology se zaměřila na nekanonickou regulaci proteinůPE, což je hlavní regulátor růstu, který potlačuje buněčné dělení u embryofytů (suchozemských rostlin).
Je zajímavé, že mechorosty, první rostliny, které se objevily na souši přibližně před 500 miliony let, postrádají receptor GID1, a to i přes produkci fytohormonu GA. To vyvolává otázku, jak byl růst a vývoj těchto raných suchozemských rostlin regulován.
S využitím játrovky Marchantia polymorpha jako modelového systému vědci zjistili, že tyto primitivní rostliny využívají specializovaný enzym MpVIH, který produkuje buněčný messenger inositolpyrofosfát (InsP₈) k rozkladu DNA bez zapojení...kyselina giberelová.
Vědci použili systém CRISPR-Cas9 k vyřazení genu kódujícího enzym VIH, čímž potvrdili jeho roli. Rostliny postrádající funkční VIH vykazovaly závažné vývojové vady a morfologické abnormality, jako jsou kompaktní listy, narušený radiální růst a chybějící kalichy. Tyto vady byly odstraněny modifikací rostlinného genomu tak, aby produkoval pouze jeden konec (N-konec) enzymu VIH. Pomocí pokročilých chromatografických technik tým zjistil, že N-konec obsahuje kinázovou doménu, která katalyzuje produkci InsP₈.
Vědci zjistili, že CYP2D6 je jedním z buněčných cílů VIH kinázy. Dále pozorovali, že fenotypy rostlin s deficitem MpVIH byly podobné fenotypům rostlin M. polymorpha se zvýšenou expresí CYP2D6.
„V tomto bodě jsme byli nadšení, že zjistíme, zda je u rostlin s deficitem MpVIH zvýšena stabilita nebo aktivita DNA,“ uvedla Priyanshi Rana, první autorka studie a postgraduální studentka ve výzkumné skupině Laheyové. V souladu s jejich hypotézou vědci zjistili, že inhibice DNA může významně obnovit defektní růstové a vývojové fenotypy mutantních rostlin MpVIH. Tyto výsledky naznačují, že kináza VIH negativně reguluje DNA a podporuje růst a vývoj rostlin.
Výzkum proteinů *PE* sahá až do období zelené revoluce, kdy vědci nevědomky využili jejich potenciál k vytvoření vysoce výnosných polozakrslých odrůd. Ačkoli detaily jejich práce byly v té době nejasné, moderní technologie vědcům umožňují manipulovat s funkcemi těchto proteinů pomocí genetického inženýrství, čímž efektivně zvyšují výnosy plodin.
Čas zveřejnění: 23. října 2025