ઇન્ડિયન ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઑફ સાયન્સિસ (IISc) ના બાયોકેમિસ્ટ્રી વિભાગના સંશોધકોએ બ્રાયોફાઇટ્સ (શેવાળ અને લિવરવોર્ટ્સ સહિત) જેવા આદિમ ભૂમિ છોડ દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતી લાંબા સમયથી માંગવામાં આવતી પદ્ધતિ શોધી કાઢી છે.છોડના વિકાસનું નિયમન કરો- એક એવી પદ્ધતિ જે તાજેતરમાં વિકસિત ફૂલોના છોડમાં પણ સાચવવામાં આવી છે.
નેચર કેમિકલ બાયોલોજી જર્નલમાં પ્રકાશિત થયેલ આ અભ્યાસ, DELLA પ્રોટીનના બિન-શાસ્ત્રીય નિયમન પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે, જે એક મુખ્ય વૃદ્ધિ નિયમનકાર છે જે ગર્ભ છોડ (જમીન છોડ) માં કોષ વિભાજનને અટકાવી શકે છે.
"DELLA સ્પીડ બમ્પની જેમ કાર્ય કરે છે, પરંતુ જો આ સ્પીડ બમ્પ સતત હાજર રહે છે, તો છોડ હલનચલન કરી શકતો નથી," બાયોકેમિસ્ટ્રીના એસોસિયેટ પ્રોફેસર અને અભ્યાસના સહ-લેખક દેબબ્રત લાહા સમજાવે છે. તેથી, છોડના વિકાસને પ્રોત્સાહન આપવા માટે DELLA પ્રોટીનનું અધોગતિ મહત્વપૂર્ણ છે. ફૂલોના છોડમાં, DELLA અધોગતિ થાય છે જ્યારે ફાયટોહોર્મોનગિબેરેલિન (GA)તેના રીસેપ્ટર GID1 સાથે જોડાય છે, જે GA-GID1-DELLA સંકુલ બનાવે છે. ત્યારબાદ, DELLA રિપ્રેસર પ્રોટીન યુબીક્વિટીન સાંકળો સાથે જોડાય છે અને 26S પ્રોટીઝોમ દ્વારા તેનું અવમૂલ્યન થાય છે.
રસપ્રદ વાત એ છે કે, લગભગ 500 મિલિયન વર્ષો પહેલા, જમીન પર વસાહત કરનારા પ્રથમ છોડમાં બ્રાયોફાઇટ્સનો સમાવેશ થતો હતો. તેઓ ફાયટોહોર્મોન ગિબેરેલિન (GA) ઉત્પન્ન કરે છે, તેમ છતાં તેમની પાસે GID1 રીસેપ્ટરનો અભાવ છે. આ પ્રશ્ન ઉભો કરે છે: આ પ્રારંભિક જમીન છોડના વિકાસ અને વિકાસને કેવી રીતે નિયંત્રિત કરવામાં આવતો હતો?
સંશોધકોએ CRISPR-Cas9 સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરીને સંબંધિત VIH જનીનને દૂર કર્યું, જેનાથી VIH ની ભૂમિકાની પુષ્ટિ થઈ. કાર્યાત્મક VIH એન્ઝાઇમનો અભાવ ધરાવતા છોડમાં ગંભીર વૃદ્ધિ અને વિકાસલક્ષી ખામીઓ અને ગાઢ થૅલસ, ક્ષતિગ્રસ્ત રેડિયલ વૃદ્ધિ અને કેલિક્સનો અભાવ જેવી મોર્ફોલોજિકલ અસામાન્યતાઓ જોવા મળે છે. VIH એન્ઝાઇમનો માત્ર એક છેડો (N-ટર્મિનસ) ઉત્પન્ન કરવા માટે છોડના જીનોમમાં ફેરફાર કરીને આ ખામીઓને સુધારવામાં આવી હતી. અદ્યતન ક્રોમેટોગ્રાફી તકનીકોનો ઉપયોગ કરીને, સંશોધન ટીમે શોધ્યું કે N-ટર્મિનસમાં એક કાઇનેઝ ડોમેન છે જે InsP₈ ના ઉત્પાદનને ઉત્પ્રેરિત કરે છે.
સંશોધકોએ શોધ્યું કે DELLA એ VIH કિનેઝના કોષીય લક્ષ્યોમાંનું એક છે. વધુમાં, તેઓએ અવલોકન કર્યું કે MpVIH-ઉણપવાળા છોડનો ફેનોટાઇપ DELLA અભિવ્યક્તિમાં વધારો ધરાવતા મિસ્કેન્થસ મલ્ટિફોર્મ છોડ જેવો જ હતો.
"આ તબક્કે, અમે એ નક્કી કરવા માટે ઉત્સુક છીએ કે શું MpVIH-ઉણપવાળા છોડમાં DELLA સ્થિરતા અથવા પ્રવૃત્તિમાં વધારો થાય છે," લાહેના સંશોધન જૂથમાં ડોક્ટરલ વિદ્યાર્થી અને પેપરના પ્રથમ લેખક પ્રિયાંશી રાણાએ જણાવ્યું. તેમની પૂર્વધારણા સાથે સુસંગત, સંશોધકોએ શોધી કાઢ્યું કે DELLA નિષેધ MpVIH મ્યુટન્ટ છોડમાં વૃદ્ધિ અને વિકાસ ખામીઓને નોંધપાત્ર રીતે પુનઃસ્થાપિત કરે છે. આ તારણો સૂચવે છે કે VIH કિનેઝ DELLA ને નકારાત્મક રીતે નિયંત્રિત કરે છે, જેનાથી છોડના વિકાસ અને વિકાસને પ્રોત્સાહન મળે છે.
સંશોધકોએ આ બ્રાયોફાઇટમાં DELLA પ્રોટીન અભિવ્યક્તિને કેવી રીતે નિયંત્રિત કરે છે તે પદ્ધતિને સ્પષ્ટ કરવા માટે આનુવંશિક, બાયોકેમિકલ અને બાયોફિઝિકલ પદ્ધતિઓનું સંયોજન કર્યું. ખાસ કરીને, MpVIH દ્વારા ઉત્પાદિત InsP₈, MpDELLA પ્રોટીન સાથે જોડાય છે, તેના પોલીયુબિક્વિટિનેશનને પ્રોત્સાહન આપે છે, જે બદલામાં પ્રોટીઝોમ દ્વારા આ રિપ્રેસર પ્રોટીનના અધોગતિ તરફ દોરી જાય છે.
DELLA પ્રોટીન પર સંશોધન હરિયાળી ક્રાંતિના સમયથી શરૂ થયું છે, જ્યારે વૈજ્ઞાનિકોએ અજાણતાં તેની ક્ષમતાનો ઉપયોગ કરીને ઉચ્ચ ઉપજ આપતી અર્ધ-વામન જાતો બનાવી હતી. તે સમયે તેની ક્રિયા કરવાની પદ્ધતિ અજાણ હોવા છતાં, આધુનિક તકનીકોએ વૈજ્ઞાનિકોને આ પ્રોટીનના કાર્યમાં ફેરફાર કરવા માટે જનીન સંપાદનનો ઉપયોગ કરવાની મંજૂરી આપી છે, જેનાથી પાકની ઉપજમાં અસરકારક રીતે વધારો થયો છે.
"વસ્તી વૃદ્ધિ અને ખેતીલાયક જમીનમાં ઘટાડો થવાને કારણે, પાકની ઉપજમાં વધારો મહત્વપૂર્ણ બની ગયો છે," રાહાએ જણાવ્યું. ગર્ભસ્થ છોડમાં InsP₈-નિયંત્રિત DELLA અધોગતિ વ્યાપક હોઈ શકે છે તે જોતાં, આ શોધ આગામી પેઢીના ઉચ્ચ ઉપજ આપતા પાકોના વિકાસ માટે માર્ગ મોકળો કરી શકે છે.
પોસ્ટ સમય: ઓક્ટોબર-૩૧-૨૦૨૫