Frontiere per energie rinnovabili: scoperta nuova proteina nelle piante
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- Pubblicato Domenica, 02 Febbraio 2014 17:45
- Scritto da redazione
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Scoperta da un team di ricercatori italiani e tedeschi la proteina che fa utilizzare al meglio alle piante l'energia solare. L'importanza di questa scoperta, pubblicata dalla rivista scientifica "Plos Biology", e' che la proteina identificata fa variare l'apparato fotosintetico delle piante, in maniera funzionale rispetto alle condizioni ambientali e climatiche. Realizzata da un gruppo di ricercatori delle Universita' degli studi di Milano, Universita' del Piemonte Orientale e Ludwig Maximilian Universitaet di Monaco, questa scoperta, sottolineano i ricercatori, puo' portare importanti ricadute sia sul fronte agricolo, per la produzione delle piante coltivate, sia nelle tecnologie legate anche alle energie rinnovabili, oltre a chiarire importanti dettagli molecolari alla base della regolazione della fotosintesi.
Le foglie delle piante, infatti, possono essere considerate, spiegano i ricercatori, "del tutto simili a dei pannelli solari che assorbono, e accumulano, l'energia luminosa". Per questo, "conoscere i meccanismi molecolari utilizzati dalle piante per ottimizzare l'assorbimento della luce potra' essere utile anche per sviluppare, in futuro, tecnologie piu' efficienti nell'assorbimento e accumulo della radiazione solare" aggiungono i ricercatori nel cui team ha lavorato anche Paolo Pesaresi, del Dipartimento di Scienze Biomolecolari e Biotecnologiche dell'Universita' di Milano, che, da 15 anni, studia i meccanismi molecolari responsabili della regolazione della fotosintesi in mais, orzo e nelle specie modello Arabidopsis thaliana, la pianta su cui e' stata realizzata la ricerca.
"Attraverso la fotosintesi, -spiega l'Universita' di Milano- le piante assorbono l'energia luminosa e la convertono in sostanza organica, essenziale per l'alimentazione di molti organismi che popolano il nostro pianeta. La radiazione luminosa che raggiunge le foglie, pero', e' soggetta a cambiamenti continui della propria intensita' e composizione spettrale, conseguenza di molteplici e naturalissimi fattori come le nuvole, il movimento delle foglie indotto dal vento, l'alternarsi del giorno e della notte".
Cosi', continua l'Universita' di Milano, "per fronteggiare al meglio queste situazioni, le piante hanno sviluppato meccanismi molecolari che consentono loro di adattare rapidamente l'apparato fotosintetico alle diverse condizioni luminose e quindi ottimizzare l'attivita' fotosintetica". E la storia della scoperta di oggi parte da lontano.
"Numerosi studi realizzati in passato, infatti, -spiega ancora l'Ateneo meneghino- hanno dimostrato che, a seconda delle condizioni luminose, l'apparato fotosintetico puo' assumere due diverse modalita' funzionali, definite come stato 1 e stato 2. Nel 2005, lo stesso gruppo di ricerca che ha condotto questo studio aveva identificato l'enzima chinasi STN7 responsabile della transizione dall'apparato fotosintetico dallo stato funzionale 1 allo stato 2, attraverso l'aggiunta di gruppi fosfato a una proteina dell'apparato fotosintetico deputata all'assorbimento della luce", uno studio che allora fu pubblicato da Nature. Poi e' arrivata la ricerca di oggi che ha fatto fare ai ricercatori un ulteriore passo in avanti nella conoscenza di qesti processi.
Nel lavoro in pubblicazione su 'Plos Biology', i tre gruppi di ricerca delle Universita' degli Studi di Milano, del Piemonte Orientale e della Ludwig Maximilian Universitaet di Monaco, hanno infatti identificato una nuova proteina, l'enzima fosfatasi TAP38, "responsabile di rimuovere i gruppi fosfato e quindi di riportare l'apparato fotosintetico allo stato funzionale 1".
"Il gene codificante la fosfatasi TAP38 -spiegano i ricercatori- e' stato isolato nella pianta modello Arabidopsis thaliana attraverso un approccio di genomica funzionale. Dieci geni nucleari, codificanti fosfatasi predette o sperimentalmente verificate essere localizzate nel cloroplasto, sono stati silenziati e le corrispondenti linee mutanti di Arabidopsis analizzate per la capacita' del loro apparato fotosintetico di passare dallo stato funzionale 1 allo stato 2 e viceversa in funzione delle condizioni luminose ambientali". In questo modo, proseguono i ricercatori, si e' potuto osservare che la linea mutante di Arabidopsis, priva della fosfatasi TAP38, rimaneva bloccata allo stato funzionale 2 indipendentemente dalle condizioni luminose, conseguenza del fatto che i gruppi fosfato aggiunti dalla chinasi STN7 all'apparato fotosintetico non erano rimossi". E non e' tutto.
"Nello stesso tempo, -affermano ancora i ricercatori- si e' anche potuto verificare che altre piante, ugualmente private della fosfatasi TAP38 ma coltivate in serra, e quindi in condizioni di luminosita' per le quali la permanenza della pianta nello stato 2 risulta particolarmente funzionale, beneficiavano di un'attivita' fotosintetica addirittura migliore rispetto alle piante selvatiche di controllo, come dimostrato anche dalla maggior produzione di biomassa". Un'osservazione, quest'ultima, particolarmente interessante per i ricercatori "per le ricadute che la conoscenza di questo meccanismo molecolare potra' avere nel controllo della produttivita' delle coltivazioni in serra".
Fonte: AdnKronos
