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 buscado para regular el crecimiento de plantas terrestres primitivas como las briofitas (un grupo que incluye musgos y hepáticas), mecanismo que se conservó 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 las embriofitas (plantas terrestres).
Curiosamente, las briofitas, las primeras plantas que aparecieron en tierra firme hace unos 500 millones de años, carecen del receptor GID1 a pesar de producir la fitohormona GA. Esto plantea la incógnita 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 inositol pirofosfato (InsP₈), lo que les permite descomponer DELLA sin necesidad de ácido giberélico.
Los investigadores descubrieron que DELLA es uno de los objetivos celulares de la quinasa VIH. Además, observaron que las plantas que carecen de MpVIH imitan los fenotipos de las plantas de M. polymorpha que sobreexpresan DELLA.
“En este punto, nos entusiasmaba determinar si la estabilidad o la actividad de DELLA aumentaba en las plantas deficientes en MpVIH”, afirmó Priyanshi Rana, primera autora y estudiante de posgrado del grupo de investigación de Lahey. De acuerdo con su hipótesis, los investigadores descubrieron que la inhibición de DELLA mejoraba significativamente los fenotipos de crecimiento y desarrollo defectuosos de las plantas mutantes MpVIH. Estos resultados sugieren que la quinasa VIH regula negativamente a DELLA, promoviendo así el crecimiento y desarrollo de la planta.
La investigación sobre las proteínas DELLA se remonta a la Revolución Verde, cuando los científicos, sin saberlo, explotaron su potencial para desarrollar variedades semienanas de alto rendimiento. Si bien en aquel entonces no se conocían los detalles de su funcionamiento, la tecnología moderna permite a los científicos manipular las funciones de estas proteínas mediante ingeniería genética, lo que aumenta eficazmente el rendimiento de los cultivos.
El estudio de las primeras plantas terrestres también proporciona información sobre su evolución a lo largo de los últimos 500 millones de años. Por ejemplo, aunque las plantas con flores modernas desestabilizan las proteínas DELLA mediante un mecanismo dependiente del ácido giberélico, los sitios de unión de InsP₈ se conservan. Estos hallazgos ofrecen información sobre la evolución de las vías de señalización celular a lo largo del tiempo.
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