Los investigadores han descubierto cómo las plantas regulan las proteínas DELLA.

Investigadores del Departamento de Bioquímica del Instituto Indio de Ciencias (IISc) han descubierto un mecanismo largamente buscadopara regular el crecimiento de plantas terrestres primitivas como las briofitas (un grupo que incluye musgos y hepáticas) que se mantuvo en plantas con flores posteriores.
El estudio, publicado en la revista Nature Chemical Biology, se centró en la regulación no canónica de las proteínas DELLA, un regulador maestro del crecimiento que suprime la división celular en embriofitas (plantas terrestres).
Curiosamente, las briofitas, las primeras plantas que aparecieron en la tierra hace aproximadamente 500 millones de años, carecen del receptor GID1, a pesar de producir la fitohormona GA. Esto plantea la pregunta de cómo se regulaba el crecimiento y el desarrollo de estas primeras plantas terrestres.
Utilizando la hepática Marchantia polymorpha como sistema modelo, los investigadores descubrieron que estas plantas primitivas emplean una enzima especializada, MpVIH, que produce el mensajero celular pirofosfato de inositol (InsP₈), para descomponer DELLA sin la participación deácido giberélico.
Los investigadores utilizaron el sistema CRISPR-Cas9 para inactivar el gen que codifica la enzima VIH, confirmando así su función. Las plantas sin VIH funcional presentaron graves defectos de desarrollo y anomalías morfológicas, como hojas compactas, crecimiento radial deficiente y ausencia de cálices. Estos defectos se eliminaron modificando el genoma de la planta para producir solo un extremo (el extremo N-terminal) de la enzima VIH. Mediante técnicas cromatográficas avanzadas, el equipo descubrió que el extremo N-terminal contiene un dominio quinasa que cataliza la producción de InsP₈.
Los investigadores descubrieron que DELLA es una de las dianas celulares de la quinasa del VIH. Además, observaron que los fenotipos de las plantas deficientes en MpVIH eran similares a los de las plantas de M. polymorpha con mayor expresión de DELLA.
“En este punto, nos entusiasmaba comprender si la estabilidad o la actividad de DELLA se ve mejorada en plantas deficientes en MpVIH”, afirmó Priyanshi Rana, primer autor y estudiante de posgrado del grupo de investigación de Lahey. En consonancia con su hipótesis, los investigadores descubrieron que la inhibición de DELLA puede restaurar significativamente los fenotipos deficientes de crecimiento y desarrollo de las plantas mutantes en MpVIH. Estos resultados sugieren que la quinasa VIH regula negativamente a DELLA, promoviendo el crecimiento y el desarrollo de las plantas.
La investigación sobre las proteínas DELLA se remonta a la Revolución Verde, cuando los científicos, sin saberlo, explotaron su potencial para crear variedades semienanas de alto rendimiento. Aunque los detalles de su trabajo no estaban claros en aquel momento, la tecnología moderna permite a los científicos manipular las funciones de estas proteínas mediante ingeniería genética, aumentando eficazmente el rendimiento de los cultivos.