E se gli scienziati potessero studiare le malattie psichiatriche umane nelle piante? I ricercatori di Yale pensano che sia possibile e hanno fatto un primo passo importante. In uno studio pubblicato il 2 giugno su Cellular and Molecular Life Sciences , hanno studiato un gene molto simile sia nelle piante che nei mammiferi e hanno esaminato il modo in cui influisce sul comportamento in ciascuno di essi.

Tamas Horvath, il professore di medicina comparata Jean e David W. Wallace e autore senior dello studio, sta pensando da tempo a questa possibilità.

"Anni fa, ho iniziato a interessarmi all'idea che ogni organismo vivente deve avere una qualche omologia, qualche somiglianza nel modo in cui sono o cosa fanno", ha detto.

Quando iniziò a studiare il comportamento e i mitocondri, strutture specializzate all'interno delle cellule che generano energia, questa idea continuava a tornargli in mente. Ha pensato che se si potesse alterare i geni mitocondriali negli animali e vedere quali comportamenti sono cambiati, e quindi provare la stessa cosa con geni simili nelle piante, alla fine potrebbe essere possibile comprendere meglio il comportamento umano attraverso lo studio delle piante. Se fai un altro passo in questa idea, ha detto Horvath, forse è possibile, ad esempio, sviluppare una pianta schizofrenica.

"Se potessi sviluppare un modello del genere, ciò significa che avresti specie alternative, non solo mammiferi, con cui sondare aspetti del comportamento umano", ha affermato Horvath, che ha osservato che questo è l'obiettivo della medicina comparata, per vedere come non -i modelli umani possono essere utilizzati per studiare le condizioni umane.

Per questo studio, Horvath e i suoi colleghi hanno studiato un gene mitocondriale (Friendly Mitochondria, o FMT) trovato in una piccola pianta da fiore chiamata Arabidopsis thaliana e un gene molto simile (Clustered mitochondria homolog, o CLUH) trovato nei topi.

I mitocondri regolano funzioni importanti come il metabolismo e sono fondamentali per il mantenimento della salute. Sia nelle piante che nell'uomo, i mitocondri disfunzionali possono influenzare lo sviluppo e portare a malattie, comprese malattie neurodegenerative come il morbo di Alzheimer, il morbo di Parkinson, il morbo di Huntington e la schizofrenia negli esseri umani.

Per lo studio, i ricercatori hanno confrontato piante tipiche, piante senza FMT e piante con FMT iperattivo per comprendere meglio il ruolo del gene. Hanno scoperto che influisce su molte caratteristiche importanti, tra cui la germinazione o la germinazione dei semi, la lunghezza delle radici, i tempi di fioritura e la crescita delle foglie.

Hanno anche esaminato due importanti comportamenti delle piante.

La prima è stata la risposta allo stress salino. Troppo sale può uccidere le piante, quindi hanno sviluppato comportamenti per evitarlo. Quando c'è un eccesso di sale nel loro ambiente, le piante tendono a fermare la germinazione, ritardare la fioritura e interrompere la crescita delle radici. I ricercatori hanno scoperto che l'FMT è fondamentale per questi comportamenti di evitamento del sale.

Il secondo tipo di comportamento delle piante che hanno studiato è noto come comportamento iponastico, movimenti basati sui ritmi circadiani. "Le piante sono tremendamente influenzate dai ritmi circadiani perché la luce è la loro fonte di energia fondamentale", ha affermato Horvath.

Per Arabidopsis, i comportamenti iponastici includono il modo in cui le sue foglie si muovono durante il giorno e la notte. Durante il giorno, le sue foglie sono più piatte e più esposte al sole. Di notte, quando non c'è luce solare da assorbire, le foglie si inclinano verso l'alto. Horvath e i suoi colleghi hanno scoperto che anche l'FMT gioca un ruolo importante in questo comportamento, regolando sia la quantità che la velocità con cui le foglie si sono mosse.

Per iniziare a collegare questo ai mammiferi, i ricercatori hanno valutato una varietà di comportamenti dei topi, confrontando topi tipici con quelli con CLUH ridotta, un gene molto simile a FMT. Utilizzando un test comportamentale in cui i topi sono collocati in un ambiente aperto, hanno osservato che i topi con meno CLUH erano più lenti e percorrevano distanze più brevi rispetto alle loro controparti.

"I topi hanno avuto una risposta simile a quella delle piante, con velocità alterata e attività locomotiva complessiva alterata", ha detto Horvath. "È rudimentale ma indica comunque che puoi avere meccanismi correlati ai mitocondri che decodificano funzioni simili in piante e animali."

Anche se c'è più lavoro da fare, è un primo passo entusiasmante, ha detto. Piante come Arabidopsis e mammiferi condividono diversi geni e processi cellulari simili, non solo FMT e CLUH.

"L'obiettivo a lungo termine è quello di sviluppare una sorta di dizionario che cataloghi queste somiglianze tra piante e animali e di usarlo per porre domande di ricerca in modo più solido", ha affermato Horvath. "È possibile che questa pianta possa fungere da organismo modello complementare per la ricerca comportamentale in futuro".