Le radici sono essenziali affinché le piante possano ancorarsi al terreno, assorbire acqua e sostanze nutritive e trasportare queste risorse al resto della pianta. La crescita delle radici avviene negli apici radicali, dove nuove cellule vengono costantemente prodotte e aggiunte al sistema radicale.
Nello studio, pubblicato sulla rivista Current Biology, i ricercatori dell’Università di Cambridge e del Sainsbury Laboratory nel Regno Unito hanno utilizzato tecniche di imaging dal vivo per catturare gli intricati dettagli della crescita delle cellule radicali in tempo reale. Si sono concentrati sulla pianta modello Arabidopsis thaliana, una piccola pianta da fiore ampiamente utilizzata nella ricerca sulla biologia vegetale.
I ricercatori hanno scoperto che la crescita delle cellule radicali è altamente coordinata e segue uno schema ben definito. Ogni evento di divisione cellulare è seguito da un periodo di rapido allungamento, durante il quale la cellula aumenta di lunghezza diverse volte rispetto alla sua dimensione originale. Questo allungamento è guidato dall'espansione della parete cellulare, che è costituita da cellulosa e altri polisaccaridi.
Dopo aver raggiunto la lunghezza finale, le cellule subiscono una differenziazione, specializzandosi in diversi tipi di cellule, come cellule epidermiche, cellule della corteccia e cellule vascolari. Il processo di differenziazione comporta cambiamenti nell'espressione genica e la deposizione di strati secondari della parete cellulare.
Utilizzando modelli matematici, i ricercatori hanno rivelato i meccanismi molecolari sottostanti che controllano i tempi di ogni fase del ciclo di crescita delle cellule radicali. Hanno scoperto che la progressione dalla divisione cellulare all’allungamento è controllata da un ciclo di feedback negativo che coinvolge l’ormone vegetale auxina.
Durante la divisione cellulare, l'auxina, l'ormone che promuove la crescita, si accumula nella cellula. Man mano che la cellula si allunga, la concentrazione di auxina diminuisce, raggiungendo infine una soglia che fa sì che la cellula esca dall'allungamento ed entri nella differenziazione.
Questa ricerca fornisce una comprensione più profonda dei processi fondamentali che guidano la crescita e la differenziazione delle cellule radicali. Decifrando i meccanismi molecolari alla base di questi processi, gli scienziati possono ottenere informazioni su come le piante rispondono ai segnali ambientali e adattano i loro sistemi radicali alle diverse condizioni del terreno. Questa conoscenza potrebbe avere implicazioni pratiche per l’agricoltura, poiché potrebbe portare allo sviluppo di nuove strategie per migliorare la crescita delle piante e la resilienza in ambienti difficili.
