محققین نے پودوں میں ڈیلا پروٹین ریگولیشن کے طریقہ کار کو بے نقاب کیا۔

انڈین انسٹی ٹیوٹ آف سائنسز (IISc) کے بایو کیمسٹری کے شعبہ کے محققین نے قدیم زمینی پودوں جیسے برائیوفائٹس (بشمول کائی اور لیورورٹس) کے ذریعے استعمال کیا جانے والا ایک طویل عرصے سے متلاشی طریقہ کار دریافت کیا ہے۔پودوں کی نشوونما کو منظم کریں۔- ایک طریقہ کار جو حال ہی میں تیار ہونے والے پھولدار پودوں میں بھی محفوظ کیا گیا ہے۔

جریدے نیچر کیمیکل بائیولوجی میں شائع ہونے والی اس تحقیق میں ڈی ایل اے پروٹین کے غیر کلاسیکی ضابطے پر توجہ مرکوز کی گئی ہے، جو ایک ماسٹر گروتھ ریگولیٹر ہے جو ایمبریونک پودوں (زمین کے پودوں) میں خلیوں کی تقسیم کو روک سکتا ہے۔
بائیو کیمسٹری کے ایسوسی ایٹ پروفیسر اور اس مطالعے کے شریک مصنف دیبابرتا لاہا بتاتے ہیں، ’’ڈیلا ایک سپیڈ بمپ کی طرح کام کرتا ہے، لیکن اگر یہ سپیڈ بمپ مسلسل موجود رہے تو پودا حرکت نہیں کر سکتا۔‘‘ لہذا، ڈیلا پروٹین کا انحطاط پودوں کی نشوونما کو فروغ دینے کے لیے اہم ہے۔ پھولدار پودوں میں، DELLA کی کمی ہوتی ہے جب فائٹو ہارمونگبریلین (GA)اس کے رسیپٹر GID1 سے منسلک ہوتا ہے، GA-GID1-DELLA کمپلیکس بناتا ہے۔ اس کے بعد، ڈی ایل اے ریپریسر پروٹین یوبیوکیٹین چینز سے منسلک ہوتا ہے اور 26S پروٹیزوم کے ذریعے انحطاط پذیر ہوتا ہے۔
دلچسپ بات یہ ہے کہ، تقریباً 500 ملین سال پہلے، زمین پر نوآبادیاتی بنانے والے پہلے پودوں میں برائیوفائٹس تھے۔ اگرچہ وہ فائٹو ہارمون گبریلین (GA) پیدا کرتے ہیں، لیکن ان میں GID1 ریسیپٹر کی کمی ہے۔ اس سے یہ سوال پیدا ہوتا ہے: ان ابتدائی زمینی پودوں کی نشوونما اور نشوونما کو کیسے منظم کیا گیا؟
محققین نے CRISPR-Cas9 سسٹم کو متعلقہ VIH جین کو ناک آؤٹ کرنے کے لیے استعمال کیا، اس طرح VIH کے کردار کی تصدیق ہوتی ہے۔ فعال VIH انزائم کی کمی والے پودے شدید نشوونما اور نشوونما کے نقائص اور مورفولوجیکل اسامانیتاوں کو ظاہر کرتے ہیں، جیسے کہ گھنے تھیلس، خراب شعاعی نمو، اور کیلیکس کی کمی۔ ان نقائص کو پودوں کے جینوم میں ترمیم کرکے VIH انزائم کے صرف ایک سرے (N-terminus) کو پیدا کرنے کے ذریعے درست کیا گیا تھا۔ اعلی درجے کی کرومیٹوگرافی تکنیک کا استعمال کرتے ہوئے، تحقیقی ٹیم نے دریافت کیا کہ N-terminus میں ایک kinase ڈومین ہے جو InsP₈ کی پیداوار کو متحرک کرتا ہے۔
محققین نے دریافت کیا کہ DELLA VIH kinase کے سیلولر اہداف میں سے ایک ہے۔ مزید برآں، انہوں نے مشاہدہ کیا کہ MpVIH کی کمی والے پودوں کی فینوٹائپ DELLA اظہار میں اضافہ کے ساتھ Miscanthus multiforme پودوں کی طرح تھی۔
"اس مرحلے پر، ہم یہ تعین کرنے کے لیے بے چین ہیں کہ آیا MPVIH کی کمی والے پودوں میں DELLA استحکام یا سرگرمی میں اضافہ ہوا ہے،" Lahey کے ریسرچ گروپ میں ڈاکٹریٹ کی طالبہ اور اس مقالے کے پہلے مصنف پریانشی رانا نے کہا۔ ان کے مفروضے سے مطابقت رکھتے ہوئے، محققین نے پایا کہ ڈی ایل اے کی روک تھام نے MPVIH اتپریورتی پودوں میں نمو اور نشوونما کے نقائص کو نمایاں طور پر بحال کیا۔ یہ نتائج بتاتے ہیں کہ VIH kinase منفی طور پر DELLA کو کنٹرول کرتا ہے، اس طرح پودوں کی نشوونما اور نشوونما کو فروغ دیتا ہے۔
محققین نے اس طریقہ کار کو واضح کرنے کے لیے جینیاتی، بائیو کیمیکل اور بائیو فزیکل طریقوں کو ملایا جس کے ذریعے انوسیٹول پائروفاسفیٹ اس برائیوفائٹ میں ڈی ایل اے پروٹین کے اظہار کو منظم کرتا ہے۔ خاص طور پر، InsP₈، جو MpVIH کے ذریعے تیار کیا گیا ہے، MpDELLA پروٹین سے منسلک ہوتا ہے، اس کے polyubiquitination کو فروغ دیتا ہے، جو بدلے میں پروٹیزوم کے ذریعے اس ریپریسر پروٹین کے انحطاط کا باعث بنتا ہے۔
ڈی ایل اے پروٹین پر تحقیق سبز انقلاب سے شروع ہوئی، جب سائنس دانوں نے نادانستہ طور پر اس کی زیادہ پیداوار دینے والی نیم بونے قسمیں بنانے کی صلاحیت سے فائدہ اٹھایا۔ اگرچہ اس وقت اس کے عمل کا طریقہ کار معلوم نہیں تھا، لیکن جدید ٹیکنالوجی نے سائنسدانوں کو اس پروٹین کے کام میں ہیرا پھیری کے لیے جین ایڈیٹنگ کا استعمال کرنے کے قابل بنایا ہے، اس طرح فصل کی پیداوار میں مؤثر طریقے سے اضافہ ہوتا ہے۔
"آبادی میں اضافے اور قابل کاشت زمین کے سکڑنے کے ساتھ، فصلوں کی پیداوار میں اضافہ ضروری ہو گیا ہے،" راہا نے کہا۔ یہ دیکھتے ہوئے کہ InsP₈-ریگولیٹڈ DELLA انحطاط جنین کے پودوں میں بڑے پیمانے پر ہو سکتا ہے، یہ دریافت اگلی نسل کی اعلیٰ پیداوار والی فصلوں کی ترقی کے لیے راہ ہموار کر سکتی ہے۔