ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਪੌਦਿਆਂ ਵਿੱਚ DELLA ਪ੍ਰੋਟੀਨ ਨਿਯਮਨ ਦੀ ਵਿਧੀ ਦਾ ਪਤਾ ਲਗਾਇਆ।

ਇੰਡੀਅਨ ਇੰਸਟੀਚਿਊਟ ਆਫ਼ ਸਾਇੰਸਜ਼ (IISc) ਦੇ ਬਾਇਓਕੈਮਿਸਟਰੀ ਵਿਭਾਗ ਦੇ ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਬ੍ਰਾਇਓਫਾਈਟਸ (ਕਾਈ ਅਤੇ ਲਿਵਰਵਰਟਸ ਸਮੇਤ) ਵਰਗੇ ਆਦਿਮ ਭੂਮੀ ਪੌਦਿਆਂ ਦੁਆਰਾ ਵਰਤੇ ਜਾਣ ਵਾਲੇ ਇੱਕ ਲੰਬੇ ਸਮੇਂ ਤੋਂ ਮੰਗੇ ਜਾ ਰਹੇ ਵਿਧੀ ਦੀ ਖੋਜ ਕੀਤੀ ਹੈ।ਪੌਦਿਆਂ ਦੇ ਵਾਧੇ ਨੂੰ ਨਿਯਮਤ ਕਰੋ- ਇੱਕ ਅਜਿਹਾ ਤਰੀਕਾ ਜਿਸਨੂੰ ਹਾਲ ਹੀ ਵਿੱਚ ਵਿਕਸਤ ਫੁੱਲਦਾਰ ਪੌਦਿਆਂ ਵਿੱਚ ਵੀ ਸੁਰੱਖਿਅਤ ਰੱਖਿਆ ਗਿਆ ਹੈ।

ਇਹ ਅਧਿਐਨ, ਜਰਨਲ ਨੇਚਰ ਕੈਮੀਕਲ ਬਾਇਓਲੋਜੀ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ਿਤ ਹੋਇਆ ਹੈ, DELLA ਪ੍ਰੋਟੀਨ ਦੇ ਗੈਰ-ਕਲਾਸੀਕਲ ਨਿਯਮਨ 'ਤੇ ਕੇਂਦ੍ਰਤ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਇੱਕ ਮਾਸਟਰ ਗ੍ਰੋਥ ਰੈਗੂਲੇਟਰ ਜੋ ਭਰੂਣ ਪੌਦਿਆਂ (ਜ਼ਮੀਨ ਦੇ ਪੌਦਿਆਂ) ਵਿੱਚ ਸੈੱਲ ਵੰਡ ਨੂੰ ਰੋਕ ਸਕਦਾ ਹੈ।
"DELLA ਇੱਕ ਸਪੀਡ ਬੰਪ ਵਾਂਗ ਕੰਮ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਪਰ ਜੇਕਰ ਇਹ ਸਪੀਡ ਬੰਪ ਲਗਾਤਾਰ ਮੌਜੂਦ ਰਹਿੰਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਪੌਦਾ ਹਿੱਲ ਨਹੀਂ ਸਕਦਾ," ਬਾਇਓਕੈਮਿਸਟਰੀ ਦੇ ਐਸੋਸੀਏਟ ਪ੍ਰੋਫੈਸਰ ਅਤੇ ਅਧਿਐਨ ਦੇ ਸਹਿ-ਲੇਖਕ ਦੇਬਾਬ੍ਰਤ ਲਾਹਾ ਦੱਸਦੇ ਹਨ। ਇਸ ਲਈ, DELLA ਪ੍ਰੋਟੀਨ ਦਾ ਡਿਗਰੇਡੇਸ਼ਨ ਪੌਦਿਆਂ ਦੇ ਵਿਕਾਸ ਨੂੰ ਉਤਸ਼ਾਹਿਤ ਕਰਨ ਲਈ ਬਹੁਤ ਜ਼ਰੂਰੀ ਹੈ। ਫੁੱਲਦਾਰ ਪੌਦਿਆਂ ਵਿੱਚ, DELLA ਉਦੋਂ ਡਿਗਰੇਡ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਜਦੋਂ ਫਾਈਟੋਹਾਰਮੋਨਗਿਬਰੇਲਿਨ (GA)ਆਪਣੇ ਰੀਸੈਪਟਰ GID1 ਨਾਲ ਜੁੜਦਾ ਹੈ, GA-GID1-DELLA ਕੰਪਲੈਕਸ ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਤੋਂ ਬਾਅਦ, DELLA ਰੀਪ੍ਰੈਸਰ ਪ੍ਰੋਟੀਨ ubiquitin ਚੇਨਾਂ ਨਾਲ ਜੁੜਦਾ ਹੈ ਅਤੇ 26S ਪ੍ਰੋਟੀਸੋਮ ਦੁਆਰਾ ਡੀਗਰੇਡ ਹੁੰਦਾ ਹੈ।
ਦਿਲਚਸਪ ਗੱਲ ਇਹ ਹੈ ਕਿ, ਲਗਭਗ 500 ਮਿਲੀਅਨ ਸਾਲ ਪਹਿਲਾਂ, ਜ਼ਮੀਨ 'ਤੇ ਬਸਤੀ ਬਣਾਉਣ ਵਾਲੇ ਪਹਿਲੇ ਪੌਦਿਆਂ ਵਿੱਚੋਂ ਬ੍ਰਾਇਓਫਾਈਟਸ ਸਨ। ਹਾਲਾਂਕਿ ਉਹ ਫਾਈਟੋਹਾਰਮੋਨ ਗਿਬਰੇਲਿਨ (GA) ਪੈਦਾ ਕਰਦੇ ਹਨ, ਪਰ ਉਨ੍ਹਾਂ ਵਿੱਚ GID1 ਰੀਸੈਪਟਰ ਦੀ ਘਾਟ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਇਹ ਸਵਾਲ ਉਠਾਉਂਦਾ ਹੈ: ਇਹਨਾਂ ਸ਼ੁਰੂਆਤੀ ਜ਼ਮੀਨੀ ਪੌਦਿਆਂ ਦੇ ਵਾਧੇ ਅਤੇ ਵਿਕਾਸ ਨੂੰ ਕਿਵੇਂ ਨਿਯੰਤ੍ਰਿਤ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ?
ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ CRISPR-Cas9 ਸਿਸਟਮ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਸੰਬੰਧਿਤ VIH ਜੀਨ ਨੂੰ ਬਾਹਰ ਕੱਢਿਆ, ਜਿਸ ਨਾਲ VIH ਦੀ ਭੂਮਿਕਾ ਦੀ ਪੁਸ਼ਟੀ ਹੋਈ। ਜਿਨ੍ਹਾਂ ਪੌਦਿਆਂ ਵਿੱਚ ਕਾਰਜਸ਼ੀਲ VIH ਐਨਜ਼ਾਈਮ ਦੀ ਘਾਟ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਉਨ੍ਹਾਂ ਵਿੱਚ ਗੰਭੀਰ ਵਿਕਾਸ ਅਤੇ ਵਿਕਾਸ ਸੰਬੰਧੀ ਨੁਕਸ ਅਤੇ ਰੂਪ ਵਿਗਿਆਨਿਕ ਅਸਧਾਰਨਤਾਵਾਂ ਦਿਖਾਈ ਦਿੰਦੀਆਂ ਹਨ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਸੰਘਣਾ ਥੈਲਸ, ਕਮਜ਼ੋਰ ਰੇਡੀਅਲ ਵਿਕਾਸ, ਅਤੇ ਕੈਲਿਕਸ ਦੀ ਘਾਟ। ਇਨ੍ਹਾਂ ਨੁਕਸ ਨੂੰ VIH ਐਨਜ਼ਾਈਮ ਦੇ ਸਿਰਫ਼ ਇੱਕ ਸਿਰੇ (N-ਟਰਮਿਨਸ) ਨੂੰ ਪੈਦਾ ਕਰਨ ਲਈ ਪੌਦੇ ਦੇ ਜੀਨੋਮ ਨੂੰ ਸੋਧ ਕੇ ਠੀਕ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ। ਉੱਨਤ ਕ੍ਰੋਮੈਟੋਗ੍ਰਾਫੀ ਤਕਨੀਕਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹੋਏ, ਖੋਜ ਟੀਮ ਨੇ ਖੋਜ ਕੀਤੀ ਕਿ N-ਟਰਮਿਨਸ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਕਾਇਨੇਜ ਡੋਮੇਨ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਜੋ InsP₈ ਦੇ ਉਤਪਾਦਨ ਨੂੰ ਉਤਪ੍ਰੇਰਿਤ ਕਰਦਾ ਹੈ।
ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਖੋਜ ਕੀਤੀ ਕਿ DELLA VIH kinase ਦੇ ਸੈਲੂਲਰ ਟੀਚਿਆਂ ਵਿੱਚੋਂ ਇੱਕ ਹੈ। ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ਉਨ੍ਹਾਂ ਨੇ ਦੇਖਿਆ ਕਿ MpVIH-ਘਾਟ ਵਾਲੇ ਪੌਦਿਆਂ ਦਾ ਫੀਨੋਟਾਈਪ DELLA ਪ੍ਰਗਟਾਵੇ ਵਿੱਚ ਵਾਧੇ ਵਾਲੇ ਮਿਸਕੈਂਥਸ ਮਲਟੀਫਾਰਮ ਪੌਦਿਆਂ ਦੇ ਸਮਾਨ ਸੀ।
"ਇਸ ਪੜਾਅ 'ਤੇ, ਅਸੀਂ ਇਹ ਨਿਰਧਾਰਤ ਕਰਨ ਲਈ ਉਤਸੁਕ ਹਾਂ ਕਿ ਕੀ MpVIH-ਘਾਟ ਵਾਲੇ ਪੌਦਿਆਂ ਵਿੱਚ DELLA ਸਥਿਰਤਾ ਜਾਂ ਗਤੀਵਿਧੀ ਵਧਦੀ ਹੈ," ਪ੍ਰਿਯਾਂਸ਼ੀ ਰਾਣਾ ਨੇ ਕਿਹਾ, ਜੋ ਕਿ ਲਾਹੇ ਦੇ ਖੋਜ ਸਮੂਹ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਡਾਕਟਰੇਟ ਵਿਦਿਆਰਥੀ ਹੈ ਅਤੇ ਪੇਪਰ ਦੀ ਪਹਿਲੀ ਲੇਖਕ ਹੈ। ਆਪਣੀ ਪਰਿਕਲਪਨਾ ਦੇ ਅਨੁਸਾਰ, ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਪਾਇਆ ਕਿ DELLA ਰੋਕਥਾਮ ਨੇ MpVIH ਮਿਊਟੈਂਟ ਪੌਦਿਆਂ ਵਿੱਚ ਵਿਕਾਸ ਅਤੇ ਵਿਕਾਸ ਦੇ ਨੁਕਸਾਂ ਨੂੰ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਤੌਰ 'ਤੇ ਬਹਾਲ ਕੀਤਾ। ਇਹ ਖੋਜਾਂ ਸੁਝਾਅ ਦਿੰਦੀਆਂ ਹਨ ਕਿ VIH kinase DELLA ਨੂੰ ਨਕਾਰਾਤਮਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਨਿਯੰਤ੍ਰਿਤ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਪੌਦਿਆਂ ਦੇ ਵਾਧੇ ਅਤੇ ਵਿਕਾਸ ਨੂੰ ਉਤਸ਼ਾਹਿਤ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।
ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਜੈਨੇਟਿਕ, ਬਾਇਓਕੈਮੀਕਲ ਅਤੇ ਬਾਇਓਫਿਜ਼ੀਕਲ ਤਰੀਕਿਆਂ ਨੂੰ ਜੋੜ ਕੇ ਇਸ ਬ੍ਰਾਇਓਫਾਈਟ ਵਿੱਚ ਇਨੋਸਿਟੋਲ ਪਾਈਰੋਫਾਸਫੇਟ DELLA ਪ੍ਰੋਟੀਨ ਪ੍ਰਗਟਾਵੇ ਨੂੰ ਨਿਯੰਤ੍ਰਿਤ ਕਰਨ ਵਾਲੀ ਵਿਧੀ ਨੂੰ ਸਪੱਸ਼ਟ ਕੀਤਾ। ਖਾਸ ਤੌਰ 'ਤੇ, MpVIH ਦੁਆਰਾ ਤਿਆਰ ਕੀਤਾ ਗਿਆ InsP₈, MpDELLA ਪ੍ਰੋਟੀਨ ਨਾਲ ਜੁੜਦਾ ਹੈ, ਇਸਦੇ ਪੌਲੀਯੂਬਿਕਿਟੀਨੇਸ਼ਨ ਨੂੰ ਉਤਸ਼ਾਹਿਤ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਬਦਲੇ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰੋਟੀਸੋਮ ਦੁਆਰਾ ਇਸ ਰੀਪ੍ਰੈਸਰ ਪ੍ਰੋਟੀਨ ਦੇ ਡਿਗਰੇਡੇਸ਼ਨ ਵੱਲ ਲੈ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।
DELLA ਪ੍ਰੋਟੀਨ 'ਤੇ ਖੋਜ ਹਰੀ ਕ੍ਰਾਂਤੀ ਤੋਂ ਸ਼ੁਰੂ ਹੋਈ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਵਿਗਿਆਨੀਆਂ ਨੇ ਅਣਜਾਣੇ ਵਿੱਚ ਉੱਚ-ਉਪਜ ਦੇਣ ਵਾਲੀਆਂ ਅਰਧ-ਬੌਣੀਆਂ ਕਿਸਮਾਂ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਇਸਦੀ ਸਮਰੱਥਾ ਦਾ ਸ਼ੋਸ਼ਣ ਕੀਤਾ। ਹਾਲਾਂਕਿ ਉਸ ਸਮੇਂ ਇਸਦੀ ਕਿਰਿਆ ਦੀ ਵਿਧੀ ਅਣਜਾਣ ਸੀ, ਆਧੁਨਿਕ ਤਕਨਾਲੋਜੀਆਂ ਨੇ ਵਿਗਿਆਨੀਆਂ ਨੂੰ ਇਸ ਪ੍ਰੋਟੀਨ ਦੇ ਕਾਰਜ ਨੂੰ ਹੇਰਾਫੇਰੀ ਕਰਨ ਲਈ ਜੀਨ ਸੰਪਾਦਨ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਨ ਦੇ ਯੋਗ ਬਣਾਇਆ ਹੈ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਫਸਲਾਂ ਦੀ ਪੈਦਾਵਾਰ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ ਢੰਗ ਨਾਲ ਵਾਧਾ ਹੋਇਆ ਹੈ।
ਰਾਹਾ ਨੇ ਕਿਹਾ, "ਜਨਸੰਖਿਆ ਵਾਧੇ ਅਤੇ ਸੁੰਗੜਦੀ ਖੇਤੀਯੋਗ ਜ਼ਮੀਨ ਦੇ ਨਾਲ, ਫਸਲਾਂ ਦੀ ਪੈਦਾਵਾਰ ਵਧਾਉਣਾ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਹੋ ਗਿਆ ਹੈ।" ਇਹ ਦੇਖਦੇ ਹੋਏ ਕਿ InsP₈-ਨਿਯੰਤ੍ਰਿਤ DELLA ਡਿਗਰੇਡੇਸ਼ਨ ਭਰੂਣ ਪੌਦਿਆਂ ਵਿੱਚ ਵਿਆਪਕ ਹੋ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਇਹ ਖੋਜ ਅਗਲੀ ਪੀੜ੍ਹੀ ਦੀਆਂ ਉੱਚ-ਉਪਜ ਦੇਣ ਵਾਲੀਆਂ ਫਸਲਾਂ ਦੇ ਵਿਕਾਸ ਲਈ ਰਾਹ ਪੱਧਰਾ ਕਰ ਸਕਦੀ ਹੈ।