La proteina che consente alle piante di respirare sott’acqua

Lo studio potrebbe costituire il primo passo verso una selezione di nuove colture resistenti alle alluvioni



Questo il risultato dell’ultima ricerca della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa, realizzata insieme all’università di Utrecht e al Max Plank Institute.

I cambiamenti climatici si combattono anche in laboratorio. E se la riduzione delle emissioni resta imprescindibile, la scienza scopre oggi un nuovo metodo per aiutare le piante a sopravvivere alle alluvioni, ‘trattenendo’ l’ossigeno in condizioni estreme. Le piante sono infatti dotate di un ‘sensore’ molecolare per l’ossigeno: si tratta di una proteina che le aiuta a sopravvivere anche quando sono sommerse dall’acqua e hanno ‘fame d’aria’. La scoperta è stata pubblicata su Nature dai ricercatori della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa, insieme ai colleghi tedeschi del Max Planck Institute e agli olandesi dell’università di Utrecht.


La proteina in questione, nota con il nome di RAP2.12, si trova nelle cellule vegetali e viene costantemente distrutta in presenza di ossigeno, quando cioè la pianta si trova nelle normali condizioni di crescita. Quando invece la disponibilità di ossigeno diminuisce (per esempio quando la pianta è sommersa dall’acqua), RAP2.12 diventa stabile, si accumula nel nucleo della cellula e attiva una risposta adattativa per la pianta, che riesce cosi’ a tollerare la mancanza di ossigeno causata dalla sommersione. ‘Le proteine sono costituite da catene di aminoacidi e gli aminoacidi presenti nella parte iniziale della proteina sono molto importanti per determinarne la stabilità’, spiega Pierdomenico Perata, coordinatore del gruppo di ricerca alla Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa e coordinatore del Plant Lab dell’Istituto di scienze della vita. ‘Il nostro gruppo ha scoperto che nella proteina RAP2.12 un amminoacido cisteina è particolarmente destabilizzante, in quanto soggetto a ossidazione da parte dell’ossigeno atmosferico, ma se la pianta viene sommersa la conseguente bassa disponibilità di ossigeno protegge la cisteina dall’ossidazione. RAP2.12 diviene quindi stabile in assenza di ossigeno – aggiunge Perata – e svolge un ruolo determinante nell’attivare geni che conferiscono alla pianta la capacità di sopravvivere a lungo anche se sommersa’.

Lo studio potrebbe costituire il primo passo verso una selezione di nuove colture resistenti alle alluvioni, che oggi si fanno sempre più frequenti a causa della tropicalizzazione del clima dovuta al riscaldamento globale. Questa ricerca sarà quindi utile in agricoltura, ma non solo: la scoperta va anche oltre la biologia delle piante, come spiega Francesco Licausi, primo autore dell’articolo pubblicato su Nature. ‘Il meccanismo che abbiamo scoperto – ricorda – è probabilmente presente nella maggior parte degli organismi viventi, incluso l’uomo. L’ossigeno ricopre infatti un ruolo fondamentale nella fisiologia umana e anche, ad esempio, nel determinare la resistenza dei tumori alla chemioterapia’.