Para peneliti dari Departemen Biokimia di Institut Sains India (IISc) telah menemukan mekanisme yang telah lama dicari.untuk mengatur pertumbuhan tumbuhan darat primitif seperti bryophyta (kelompok yang mencakup lumut dan lumut hati) yang dipertahankan pada tumbuhan berbunga selanjutnya.
Studi yang diterbitkan dalam jurnal Nature Chemical Biology ini berfokus pada regulasi non-kanonik protein DELLA, regulator pertumbuhan utama yang menekan pembelahan sel pada embriofita (tumbuhan darat).
Menariknya, lumut, tumbuhan pertama yang muncul di darat sekitar 500 juta tahun yang lalu, tidak memiliki reseptor GID1, meskipun menghasilkan fitohormon GA. Hal ini menimbulkan pertanyaan tentang bagaimana pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan darat purba ini diatur.
Dengan menggunakan lumut hati Marchantia polymorpha sebagai sistem model, para peneliti menemukan bahwa tumbuhan primitif ini menggunakan enzim khusus, MpVIH, yang menghasilkan pembawa pesan seluler inositol pirofosfat (InsP₈), untuk memecah DELLA tanpa melibatkanasam giberelat.
Para peneliti menggunakan sistem CRISPR-Cas9 untuk menonaktifkan gen yang mengkode enzim VIH, dan mengkonfirmasi perannya. Tanaman yang kekurangan VIH fungsional menunjukkan cacat perkembangan dan kelainan morfologi yang parah, seperti daun yang kompak, pertumbuhan radial yang terganggu, dan tidak adanya kelopak bunga. Cacat ini dihilangkan dengan memodifikasi genom tanaman untuk hanya menghasilkan satu ujung (N-terminus) dari enzim VIH. Menggunakan teknik kromatografi canggih, tim menemukan bahwa N-terminus mengandung domain kinase yang mengkatalisis produksi InsP₈.
Para peneliti menemukan bahwa DELLA adalah salah satu target seluler dari kinase VIH. Lebih lanjut, mereka mengamati bahwa fenotipe tanaman yang kekurangan MpVIH mirip dengan fenotipe tanaman M. polymorpha dengan peningkatan ekspresi DELLA.
“Pada titik ini, kami sangat ingin memahami apakah stabilitas atau aktivitas DELLA meningkat pada tanaman yang kekurangan MpVIH,” kata Priyanshi Rana, penulis pertama dan mahasiswa pascasarjana di kelompok penelitian Lahey. Sesuai dengan hipotesis mereka, para peneliti menemukan bahwa penghambatan DELLA dapat secara signifikan memulihkan fenotipe pertumbuhan dan perkembangan yang cacat pada tanaman mutan MpVIH. Hasil ini menunjukkan bahwa kinase VIH mengatur DELLA secara negatif, sehingga mendorong pertumbuhan dan perkembangan tanaman.
Penelitian tentang protein DELLA berawal dari Revolusi Hijau, ketika para ilmuwan tanpa disadari memanfaatkan potensinya untuk menciptakan varietas semi-kurcaci berdaya hasil tinggi. Meskipun detail pekerjaan mereka tidak jelas pada saat itu, teknologi modern memungkinkan para ilmuwan untuk memanipulasi fungsi protein ini melalui rekayasa genetika, sehingga secara efektif meningkatkan hasil panen.
Waktu posting: 23 Oktober 2025