In una svolta che potrebbe avere importanti implicazioni per l’agricoltura, i biologi dell’Università della California, Davis, hanno scoperto un legame molecolare tra la disponibilità di nutrienti e la crescita delle piante. La scoperta, pubblicata sulla rivista Nature Plants, potrebbe portare a nuovi modi per aumentare la biomassa vegetale e migliorare i raccolti.

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 potrebbe essere un potenziale bersaglio per l’ingegneria genetica per migliorare i raccolti.

"Il nostro studio fornisce una base per la ricerca futura volta a comprendere come la disponibilità di nutrienti regola la crescita delle piante", ha affermato il dottor Zhu. "Questa ricerca potrebbe portare allo sviluppo di nuovi fertilizzanti, pratiche di irrigazione e varietà di colture in grado di migliorare la produzione alimentare".

Oltre alle implicazioni per l’agricoltura, la scoperta potrebbe avere implicazioni anche per la salute umana. TOR è un regolatore chiave della crescita cellulare e del metabolismo negli animali e nelle piante. La disregolazione della segnalazione TOR è stata collegata a una serie di malattie, tra cui il cancro e il diabete. I risultati del team della UC Davis potrebbero portare a nuove conoscenze sul ruolo del TOR nella salute e nelle malattie umane.