Una comprensione più approfondita degli RNA messaggeri delle piante
Per coordinare i propri comportamenti e la propria crescita, le piante hanno bisogno della comunicazione intercellulare. Di recente, alcuni scienziati avevano scoperto una categoria di molecole di segnalazione, note come RNA messaggeri (mRNA), in movimento tra le cellule delle piante; ma non era chiaro quale fosse la loro esatta natura e il loro modo di muoversi all’interno delle piante. «Sapevamo che gli RNA messaggeri sono in grado di spostarsi tra i tessuti e le cellule, ma non sapevamo nulla della loro funzione», afferma Friedrich Kragler dell’Istituto Max Planck di fisiologia molecolare vegetale. Nel progetto PLAMORF(si apre in una nuova finestra), finanziato dal Consiglio europeo della ricerca(si apre in una nuova finestra), gli scienziati guidati da Kragler hanno analizzato queste informazioni genetiche parziali per saperne di più.
Modellizzazione e studio delle caratteristiche degli mRNA
L’obiettivo principale di Kragler era quello di individuare il meccanismo che consente a un mRNA di spostarsi tra le cellule e le conseguenze per la pianta. Un altro gruppo guidato da Richard Morris presso il John Innes Centre(si apre in una nuova finestra), nel Regno Unito, è stato incaricato di modellizzare e analizzare le caratteristiche degli mRNA. L’altro gruppo, guidato da Julia Kehr presso l’Università di Amburgo(si apre in una nuova finestra), si è concentrato sulle proteine che legano l’RNA, presenti nel sistema vascolare delle piante. PLAMORF ha prodotto varie scoperte importanti. Una di queste è che le proteine che legano l’RNA possono formare condensati, una speciale forma di aggregati liquidi capace, secondo i ricercatori, di regolare l’accessibilità e la mobilità degli mRNA, sia per proteggerli che per trasportarli altrove nella pianta. Kragler aggiunge che «questi condensati si possono formare in seguito al cambiamento delle condizioni ambientali», tra cui la siccità e lo stress termico. Un altro risultato importante è stato lo sviluppo di un nuovo database per analizzare i risultati, dopo aver scoperto che quello originale conteneva un livello elevato di disinformazione e possibili falsi positivi. «Sapendo che il rumore statistico è relativamente alto, abbiamo suggerito all’intera comunità come analizzarlo e come farlo nel modo giusto», aggiunge Kragler. Ci sono voluti due anni e molto lavoro: «È stata una delle cose più complesse che abbiamo mai fatto.» Inoltre, grazie alla ricerca è stato scoperto che la mancanza di mobilità degli mRNA modifica il fenotipo della pianta, il che si riflette, ad esempio, in una diversificazione dei tempi di formazione dei fiori. «Ciò significa che una funzione di questa mobilità è mantenere la robusta crescita delle piante», osserva Kragler.
Trasmissione di informazioni genetiche attraverso le radici transgeniche
Un risultato notevole del progetto è stato ampiamente trattato dai media, tra cui alcuni importanti giornali. Nell’ambito della ricerca, basata su metodi e risultati del progetto, sono state realizzate radici transgeniche innestabili su altre piante e in grado di fornire enzimi che modificano le informazioni genetiche. Ciò può essere usato per intervenire sul genoma di una pianta in modo che venga ereditato nella generazione successiva, accelerando rapidamente la selettocoltura di specie promettenti, tra cui quelle più resistenti ai cambiamenti climatici. «A seconda della specie, si possono risparmiare fino a 20 o 30 anni di riproduzione», spiega Kragler. Molti altri gruppi stanno utilizzando questa tecnologia per il miglioramento della selettocoltura.
Rafforzare la sicurezza alimentare europea
I risultati di PLAMORF potrebbero avere un impatto enorme sulla sicurezza alimentare, rendendo le colture più resistenti alle ripercussioni dei cambiamenti climatici, tra cui il calore, l’acqua e gli agenti patogeni. «Nel complesso l’esito è stato molto positivo, incidendo in modo vario sul piano accademico, tecnologico e industriale, oltre che imprimendo un’accelerazione sui programmi di selettocoltura per le prossime sfide europee», osserva Kragler. «Quindi, in realtà, sono molto felice.»
