giovedì 14 gennaio 2010

COME LE PIANTE SENTONO L'AUMENTO DI TEMPERATURA


Le piante sono estremamente sensibili alla temperatura e sono in grado di percepire anche i cambiamenti più minimi. In uno studio pubblicato sulla gennaio rivista "Cell", viene mostrato come le piante non solo possono 'sentire' l'aumento di temperatura, ma che possono coordinare a seconda dell'incremento della temperatura  una risposta cellulare adeguata - attraverso l'attivazione di centinaia di geni e la disattivazione di altri. I risultati possono aiutare a spiegare come le piante rispondono quando si verificano dei cambiamenti climatici e a creare piante da coltura che saranno in grado di sopportare in misura maggiore lo stress dovuto alle alte temperatura, dicono i ricercatori.
"Abbiamo scoperto il principale regolatore di tutto il trascrittoma della temperatura," ha affermato Philip Wigge del John Innes Centre nel Regno Unito, in riferimento alle migliaia di geni che sono differenzialmente attivati in condizioni più calde a seconda delle temperature.
Utilizzando la pianta modello Arabidopsis thaliana i ricercatori hanno dimostrato che un elemento chiave della sensibilità delle piante alle temperature, la capacità di rilevamento è conferita da una proteina istonica specializzata, soprannominata H2A.Z, che avvolge il DNA in una struttura più compattata conosciuta con il nome di nucleosoma. Quando le temperature si alzano, gli istoni H2A.Z consentono al  DNA di svolgersi  progressivamente.
"Quando la temperatura aumenta il DNA subisce uno svolgimento" dice Wigge  ciò permette ad alcuni geni di accendere e spegnere altri geni. Wigge sospetta che l'alterazione della struttura nucleosomica permetta l'accesso a siti presenti sul DNA ad attivatori di alcuni geni e a repressori di altri geni.
"Oltre ad H2A.Z, i risultati suggeriscono che il grado di allentamento del DNA possa essere sensibile alla variazione di temperatura,"scrivono i ricercatori. "Questo risultato suggerisce un meccanismo diretto attraverso il quale la temperatura può influenzare l'espressione genica, poiché è stato dimostrato che l'RNA Pol II [l'enzima responsabile della trascrizione del DNA in RNA messaggero] non invade attivamente i nucleosomi, ma attende lo srotolamento locale del DNA dai nucleosomi prima di estendere la trascrizione. In questo modo, i geni con RNA Pol II in pausa mostreranno una aumento della  trascrizione a temperature più elevate".


La scoperta di base potrebbe in ultima analisi avere importanti implicazioni per la sicurezza alimentare mondiale, hanno detto i ricercatori.
Poiché il numero di persone in tutto il mondo continua a crescere e con esso anche lo stile di vita diventa sempre più esigente, "si prevede che l'agricoltura mondiale dovrà incrementare la resa dal 70 al 100% nei prossimi 100 anni", ha detto Wigge. "A causa dei cambiamenti climatici sarà impegnativo mantenere i rendimenti attuali, per non parlare di un loro aumento". Colture come il grano sono particolarmente vulnerabili alle estati molto calde e secche, ha aggiunto, come dimostra il fatto che le riserve di grano di recente sono scese al livello più basso degli ultimi 30 anni.
La scoperta che l'espressione del DNA nelle piante potrebbe essere alterato a causa dei cambiamenti di temperatura, potrebbe essere di fondamentale importanza per la produzione di colture resistenti a determinate condizioni ambientali. Il suo team ha in programma di esplorare questa possibilità, studiando il ruolo di questi istoni H2A.Z in  piante modello, che sono più strettamente connesse alle colture.

Nessun commento:

Posta un commento