Per svolgere le loro funzioni nella cellula, molte proteine ​​richiedono le proprietà chimiche dei metalli legati come il rame. Se questo nutriente scarseggia, le piante rispondono migliorandone l'assorbimento e sostituendo alcune proteine ​​che utilizzano il rame con proteine ​​indipendenti dal rame. Il promotore della squamosa che lega la proteina simile a 7 (SPL7) media questa risposta. I ricercatori della Ruhr-Universität Bochum (RUB) hanno ora scoperto che l'SPL7 è anche indispensabile per il metabolismo energetico delle piante.

Questa è la conclusione di un team guidato dalla Professoressa Dr. Ute Krämer del Dipartimento di Genetica Molecolare e Fisiologia delle Piante del RUB, insieme ai colleghi dei Max Planck Institutes for Plant Breeding Research di Colonia e di Molecular Plant Physiology di Potsdam, in il diario La cellula vegetale , pubblicato online il 22 luglio 2022.

Le piante utilizzano l'energia della luce per produrre zucchero dall'anidride carbonica e dall'acqua nella fotosintesi, che dà origine a una varietà di composti ricchi di energia che sono alla base di tutta la vita sulla Terra. "Questo studio ha migliorato la nostra comprensione di come le piante controllano il loro bilancio zuccherino, che può essere utile per lo sviluppo di nuovi processi biotecnologici a base vegetale", sottolinea Ute Krämer. "I risultati potrebbero anche aiutare ad aumentare le rese agricole nei suoli carenti di rame."

Cieco al proprio stato energetico

I ricercatori hanno studiato i mutanti della pianta modello Arabidopsis che non sono in grado di produrre la proteina SPL7. Lo scarso utilizzo degli zuccheri in questi mutanti ha portato all'accumulo di zuccheri nei loro tessuti. Nonostante avessero molto zucchero, cioè molta energia, a loro disposizione, la loro crescita e il loro sviluppo furono lenti. "Sospettiamo che i mutanti privi di SPL7 non siano in grado di riconoscere il loro stato di alta energia o di tradurlo in risposte di crescita adeguate", conclude Krämer.

Potrebbero essere coinvolte vie di segnalazione non identificate

Lo studio suggerisce che SPL7 ha una funzione di regolazione nel metabolismo energetico delle piante, oltre a attivare la risposta alla carenza di rame. Questo collegamento normativo recentemente scoperto riflette che le funzioni proteiche cruciali nel metabolismo energetico dipendono dal rame, sia nella fotosintesi delle piante terrestri che nella respirazione. È stato scoperto che le vie di segnalazione dello zucchero vegetale meglio studiate funzionano normalmente nei mutanti SPL7 in modo che possa essere coinvolta una via non ancora identificata.

Negli studi di follow-up, i ricercatori intendono esplorare come SPL7 consente alle piante di utilizzare gli zuccheri. Il primo passo in questa direzione è già stato compiuto. Il team di ricerca ha identificato tutti i geni la cui attività è regolata direttamente da SPL7. In futuro, il gruppo di ricerca intende affrontare il modo in cui alcuni di questi geni consentono l'utilizzo degli zuccheri.