Molti alimenti di base come cereali e frutta derivano da piante da fiore. I fiori sono formati da gruppi di cellule staminali in divisione all'estremità dei germogli, e la divisione di queste cellule si arresta ad un particolare stadio di sviluppo una volta che si sono formati i componenti floreali. Un nuovo studio condotto da scienziati del Nara Institute of Science and Technology (NAIST) fornisce nuove informazioni molecolari sul coordinamento di questi processi mostrando l'interazione tra due geni, ARTIGLIA DI GRANCHIO e TORNADO2. Le scoperte, pubblicato in Comunicazioni sulla natura , descrivere gli eventi molecolari chiave che devono verificarsi affinché le cellule staminali smettano di crescere e passino allo sviluppo degli organi riproduttivi. Mostrano che l'ormone vegetale auxina controlla il passaggio dalla divisione cellulare allo sviluppo riproduttivo femminile.

"La cessazione della crescita delle cellule staminali floreali e l'inizio dello sviluppo del gineceo sono strettamente regolati spazialmente e temporalmente. Il nostro interesse è il coordinamento di questi due eventi, " spiega il professor NAIST Toshiro Ito. La terminazione delle cellule staminali floreali dipende dall'attivazione di due geni, ARTIGLIA DI GRANCHIO e KNUCKLES. Il laboratorio aveva già segnalato l'influenza di KNUCKLES sulla terminazione delle cellule staminali, quindi nel presente lavoro, il focus era su CRABS CLAW. Il prof. Ito e l'assistente professore Nobutoshi Yamaguchi hanno preparato semi della pianta Arabidopsis thaliana con mutanti in CRABS CLAW e KNUCKLES.

Il doppio mutante ha portato gli scienziati a concludere che la regolazione della terminazione della crescita CRABS CLAW dipende dalla sua regolazione trascrizionale della proteina TORNADO2. "TORNADO2 regola l'omeostasi dell'auxina. L'auxina è un ormone vegetale che favorisce la crescita della punta dello stelo, " afferma l'Assistenza Prof. Yamaguchi.

Infatti, hanno scoperto che CRABS CLAW reprime l'espressione di TORNADO2 legandosi a una regione evolutivamente conservata nel gene TORNADO2, suggerendo che questa interazione è comune nelle specie vegetali oltre Arabidopsis thaliana. È stato inoltre dimostrato che questo legame repressivo influisce sull'espressione di TORNADO2 e quindi sulla distribuzione dell'auxina nei boccioli floreali. Lo studio fornisce una tabella di marcia per il coordinamento di CRABS CLAW dell'interruzione della crescita delle cellule staminali floreali e dello sviluppo del gineceo.

"Abbiamo scoperto che CRABS CLAW modula l'omeostasi dell'auxina attraverso la sua interazione con il gene TORNADO2. Questo risultato descrive un elegante collegamento meccanicistico tra la terminazione della crescita delle cellule staminali floreali e lo sviluppo del gineceo, " afferma l'Assistenza Prof. Yamaguchi.

"Poiché le piante da fiore sono così importanti per il nostro approvvigionamento alimentare, una comprensione fondamentale dello sviluppo dei fiori aiuterà a migliorarlo, " Afferma il Prof. Ito. "Tale comprensione ha un impatto importante per la biologia di base, e potrebbe contribuire a creare miglioramenti biotecnologici per la produzione di colture di alto valore".