Il sacrificio di Arabidopsis

SCOPERTE – Arabidopsis thaliana non è solo la prima specie vegetale il cui genoma è stato completamente sequenziato (ormai nel lontano 2000). Il suo patrimonio genetico ‘tascabile’ e facilmente manipolabile, le ridotte dimensioni e la rapidità con cui compie i suoi cicli vitali l’hanno resa fin da subito uno dei migliori modelli a nostra disposizione per gli studi sul mondo vegetale.
Una delle ultime scoperte fatte studiando questa pianta riguarda la capacità di sacrificare parte delle proprie radici per superare i momenti climatici più avversi. È un adattamento descritto sulle pagine di Cell da un team di biologi vegetali del National University of Singapore (NUS).

È risaputo come le piante abbiano imparato con una certa efficacia a resistere alle fluttuazioni ambientali. E lo fanno quasi sempre compiendo dei sacrifici. Basta pensare alle latifoglie delle regioni temperate, che in inverno perdono le foglie e smettono di alimentarsi. Senza una rigida ibernazione con sospensione delle attività vitali per molte specie non ci sarebbero chance di sopravvivere all’inverno.

In ultima analisi è soprattutto il DNA a essere particolarmente delicato e necessariamente da proteggere contro gli sbalzi di temperatura. I ricercatori hanno dimostrato che un calo repentino della temperatura anche solo di 4 °C è in grado di danneggiare il DNA contenuto nelle staminali delle parti apicali delle radici delle piante di Arabidopsis. Le piante rispondono agli abbassamenti di temperatura più alti lasciando morire le generazioni di staminali che rivestono la parte più centrale della cuffia radicale, una regione chiamata columella, e che è un po’ il centro gravitazionale della radice. Grazie al sacrificio delle cellule della columella, le altre staminali della radice possono sopravvivere, continuando a svolgere egregiamente il loro compito, quello di mantenere la crescita e lo sviluppo dell’organismo.
Quando i ricercatori hanno provato a disattivare la capacità ‘kamikaze’ delle cellule della columella, hanno visto che effettivamente queste cellule sopravvivono, ma la radice inizia a perdere vitalità, fino alla morte.

La scoperta, oltre a mettere in luce un brillante meccanismo di adattamento ingegnerizzato evolutivamente dalle piante, potrebbe avere interessanti implicazioni, soprattutto nello sviluppo di nuove contromosse per migliorare la resistenza delle piante coltivate ai cali di temperatura. “La nostra scoperta di come le piante di Arabidopsis uccidono le staminali della columella fa luce sulla strategia unica nelle piante per sopravvivere alle condizioni climatiche più severe”, spiega Jian Xu, uno degli autori, “e dimostra che esiste la possibilità di ingegnerizzare le piante al fine di indurre la tolleranza al freddo, in modo da renderle capaci di contrastare le condizioni ambientali estreme”.

In un momento storico in cui dobbiamo affrontare le ripetute oscillazioni e calamità di un clima impazzito, poter intervenire artificialmente sulla capacità delle piante di resistere al freddo sarebbe senz’altro un vantaggio per molti coltivatori. “L’abilità di agire in questo modo certamente permetterà agli agricoltori di estendere le loro coltivazioni, sia nel tempo sia nello spazio, così da aumentare sia la stabilità della resa, sia la capacità produttiva”.

Per il momento, il passo immediatamente successivo per il team di Singapore sarà indagare più a fondo nel processo messo in moto dalle piante di Arabidopsis per sacrificare le cellule della columella, andando a ricostruire i meccanismi fini di regolazione genetica, così da chiarire anche a monte come funziona il loro hardware. E prendere spunto.

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