Le piante hanno bisogno di una varietà di nutrienti per crescere, tra cui azoto, fosforo e potassio. Questi nutrienti sono spesso presenti in quantità limitate nel suolo, il che può limitare la crescita delle piante. Tuttavia, il team della UC Davis ha scoperto che una proteina chiamata TOR (bersaglio della rapamicina) svolge un ruolo chiave nella regolazione della crescita delle piante in risposta alla disponibilità di nutrienti.
TOR è una chinasi, un enzima che aggiunge un gruppo fosfato ad altre proteine. Il team della UC Davis ha scoperto che TOR fosforila una proteina chiamata S6K1, che a sua volta innesca una cascata di eventi che porta ad un aumento della crescita e della divisione cellulare. Quando i nutrienti scarseggiano, l’attività TOR è ridotta, il che porta a una diminuzione della fosforilazione di S6K1 e a una crescita più lenta.
"I nostri risultati forniscono una spiegazione molecolare di come le piante integrano la disponibilità di nutrienti con la crescita", ha affermato l'autore principale dello studio, il dottor Jian-Kang Zhu, professore di biologia vegetale alla UC Davis. "Questa conoscenza potrebbe essere utilizzata per sviluppare nuove strategie per migliorare i rendimenti dei raccolti manipolando la segnalazione TOR."
I ricercatori hanno scoperto che la sovraespressione di TOR nelle piante ha portato ad un aumento della crescita e della produzione di biomassa. Al contrario, le piante con attività TOR ridotta crescevano più lentamente e producevano meno biomassa. Questi risultati suggeriscono che TOR è un regolatore chiave della crescita delle piante e potrebbe essere un potenziale bersaglio per l’ingegneria genetica per migliorare i raccolti.
Lo studio ha anche implicazioni per comprendere come le piante rispondono agli stress ambientali, come la siccità e l’elevata salinità. Questi stress possono ridurre la disponibilità di nutrienti e portare a una diminuzione della crescita delle piante. Tuttavia, i ricercatori hanno scoperto che la segnalazione TOR può aiutare le piante a tollerare questi stress e a mantenere la crescita.
"I nostri risultati forniscono un nuovo quadro per comprendere come le piante regolano la crescita in risposta alla disponibilità di nutrienti e agli stress ambientali", ha affermato Zhu. "Questa conoscenza potrebbe portare a nuove strategie per migliorare i raccolti e rendere l'agricoltura più sostenibile."
La ricerca è stata sostenuta dalla National Science Foundation e dal Dipartimento dell’Agricoltura degli Stati Uniti.
