Cercetatorii japonezi au identificat un nou rol al unei proteine celulare – miozina XI, cunoscuta drept un „curier” celular, s-a dovedit esentiala pentru închiderea porilor frunzelor în conditii de seceta. Aceasta functie este cruciala pentru conservarea apei si ar putea fi exploatata pentru dezvoltarea unor plante mai rezistente la uscaciune.
Lupta plantelor
Într-o era marcata de intensificarea schimbarilor climatice, cu valuri de caldura tot mai severe si perioade prelungite de seceta, agricultura globala se confrunta cu provocari majore.
Asigurarea securitatii alimentare în astfel de conditii depinde din ce în ce mai mult de întelegerea mecanismelor prin care plantele se adapteaza la „stresul hidric”. Una dintre cele mai importante strategii prin care plantele reduc pierderile de apa este închiderea stomatelor – porii microscopici de pe suprafata frunzelor care controleaza schimbul de gaze si transpiratia.
În mod traditional, acest proces de aparare este cunoscut ca fiind reglat de acidul abscisic (ABA), un hormon vegetal esential în raspunsul la stres. Atunci când plantele detecteaza lipsa apei, nivelul de ABA creste, ceea ce determina celulele de paza ale stomatelor sa se contracte, închizând astfel porii si prevenind evaporarea apei.
Un nou studiu realizat de o echipa de la Universitatea Waseda din Japonia aduce o schimbare de paradigma în întelegerea acestui proces. Profesorul Motoki Tominaga si colegii sai au descoperit ca miozina XI, o proteina motorie considerata anterior responsabila doar cu transportul intern al componentelor celulare, joaca un rol activ si critic în capacitatea plantelor de a reactiona eficient la seceta.
Studiul, publicat în revista de specialitate Plant Cell Reports, detaliaza modul în care miozina XI contribuie la închiderea stomatelor si, implicit, la conservarea apei. Aceasta proteina, care functioneaza ca un „motor” microscopic transportând molecule de-a lungul filamentelor celulare, s-a dovedit a fi implicata într-un proces mult mai complex decât se credea.
Pentru a întelege exact rolul proteinei, cercetatorii niponi au folosit planta model Arabidopsis thaliana si au creat linii modificate genetic care nu mai produceau una, doua sau toate cele trei forme principale ale miozinei XI. Aceste plante au fost comparate cu exemplare normale de planta, din salbaticie, în mai multe teste experimentale, inclusiv masuratori ale pierderii de apa, teste de supravietuire în conditii de seceta, analize ale deschiderii stomatelor si teste de sensibilitate la ABA.
Rezultatele au fost clare: plantele fara miozina XI pierdeau apa mult mai rapid, aveau pori care ramâneau deschisi chiar si în conditii de stres, raspundeau slab la semnalele hormonale si prezentau o rata mai scazuta de supravietuire.
Mai mult, analiza genetica a aratat ca aceste plante activau într-o masura mai mica genele implicate în raspunsul la seceta, iar la nivel celular remodelarea microtubulilor – structuri interne importante pentru miscarea si contractia celulelor – era mai redusa.
Culturi agricole mai rezistente
Dincolo de descoperirea unui nou actor important în adaptarea plantelor la stres, studiul deschide si perspective aplicate importante pentru agricultura. Cercetatorii au demonstrat ca miozina XI nu este doar un mecanism de transport pasiv, ci un veritabil regulator al proceselor de aparare ale plantelor împotriva uscaciunii.
Aceasta functioneaza în coordonare cu ABA, sustine producerea de specii reactive de oxigen (ROS), ajuta la reconfigurarea structurii celulare si sprijina activarea genelor necesare pentru protejarea plantei.
Profesorul Tominaga explica faptul ca, în plantele mutante care nu produc miozina XI, pierderile de apa în conditii de seceta sunt de pâna la patru ori mai rapide decât în plantele normale. „Aceasta este o diferenta uriasa, care ar putea însemna viata sau moarte pentru o cultura agricola, în conditii extreme de seceta,” afirma el. „Descoperirea ne ofera o noua perspectiva asupra modului în care plantele se adapteaza la schimbarile de mediu.”
Pe termen lung, studiul ar putea contribui la dezvoltarea unor soiuri de plante modificate genetic sau selectionate special pentru a exprima eficient miozina XI, crescând astfel capacitatea lor de a conserva apa si de a rezista în conditii climatice severe.
În regiunile unde seceta devine tot mai frecventa, cum ar fi Africa Sub-sahariana, sudul Asiei sau zonele mediteraneene, astfel de inovatii pot avea un impact major asupra sigurantei alimentare. „Ne propunem sa ducem mai departe aceasta cercetare, astfel încât informatiile fundamentale obtinute la nivel celular si molecular sa poata fi aplicate în agricultura,” adauga Tominaga.
„Viziunea noastra este de a contribui la tehnologii agricole care sa sprijine fermierii în fata provocarilor climatice tot mai dure.”
În concluzie, descoperirea unui nou rol pentru miozina XI marcheaza un pas important în întelegerea mecanismelor subtile prin care plantele fac fata stresului. Într-un context global în care resursele de apa devin tot mai limitate, iar populatia lumii continua sa creasca, astfel de cercetari sunt esentiale pentru a asigura sustenabilitatea productiei alimentare.
Proteinele considerate cândva banale pot deveni astfel veritabile „secrete ale supravietuirii” într-o lume în permanenta schimbare.
GABRIEL TUDOR
Comentarii