Un nuovo studio australiano sugli ormoni peptidici fondamentali per lo sviluppo delle piante potrebbe portare a benefici ad ampio raggio per l'agricoltura, coltura di tessuti, e industrie collegate, e persino migliorare la conoscenza dei peptidi nell'uomo.

Lo studio, coinvolgendo ricercatori dell'Università del Queensland e dell'Università di Sydney, sintetizzato ed esaminato la funzione dei peptidi CLE, una classe relativamente nuova della famiglia degli ormoni peptidici nelle piante.

Dr Brett Ferguson del Center for Integrative Legume Research, nella Scuola di Scienze Agrarie e Alimentari dell'UQ, ha affermato che la ricerca è stata entusiasmante perché i peptidi CLE avevano ruoli essenziali nella regolazione della crescita e dello sviluppo delle piante, aumento della produttività e adattamento ai fattori ambientali.

"I peptidi CLE possono essere potenzialmente utilizzati per manipolare la crescita delle piante, " Egli ha detto.

"Anche un piccolo aumento della resa può essere estremamente importante per l'agricoltura:aumentare la produzione e la sicurezza alimentare, migliorando nel contempo la sostenibilità agricola.

"Altri studi hanno dimostrato che una variante di un peptide CLE può portare a frutti di pomodoro più grandi".

"I risultati aprono nuove aree di ricerca per studiare la specificità della funzione/struttura nel sistema di segnalazione del peptide CLE nelle piante.

"Si tratta di un'area di ricerca in rapida crescita per la sua importanza per l'agricoltura, cibo, e altre industrie che coinvolgono la crescita e lo sviluppo delle piante".

Il dott. Ferguson ha affermato che, oltre alla rilevanza per lo sviluppo delle piante, i risultati erano rilevanti per la segnalazione di peptidi animali.

"I peptidi CLE sono specifici per le piante, ma i peptidi e i recettori associati si trovano anche negli animali/nell'uomo. Comprendere i meccanismi nelle piante può giovare alla nostra comprensione di meccanismi simili negli esseri umani, " Egli ha detto.

Il dott. Ferguson ha affermato che i peptidi CLE sono molto difficili da rilevare ed estrarre dalle piante a causa delle loro dimensioni ridotte e della concentrazione estremamente bassa. Di conseguenza, i peptidi devono essere sintetizzati chimicamente per testare la loro funzione in saggi biologici.

"Questa è chimica sofisticata con rilevanza biologica, " Egli ha detto.

"Non sempre si crea la molecola bersaglio e poi si testa la sua funzione biologica, soprattutto quando la molecola, come il peptide CLE, è complesso.

"I pochi peptidi CLE che sono stati rilevati sono stati tutti modificati con tre molecole di zucchero arabinosio collegate tra loro, " Egli ha detto.

"Però, questo "mattone triarabinosio" è estremamente difficile da sintetizzare. Nel nostro studio, questo importante elemento costitutivo è stato sintetizzato utilizzando metodi di sintesi chimica all'avanguardia.

"Il mattone che è stato prodotto dal Laboratorio Payne (Scuola di Chimica, l'Università di Sydney) è ora prontamente disponibile per accedere agli ormoni peptidici CLE sintetici per testare la loro attività nelle piante utilizzando studi sull'alimentazione".

Il dott. Ferguson ha affermato che lo studio ha utilizzato l'elemento costitutivo per sintetizzare chimicamente CLE40, che è un peptide CLE che modula lo sviluppo delle radici (controllando la popolazione di cellule staminali della radice).

"Questo è ovviamente un ormone peptidico molto importante per la crescita delle piante, " Egli ha detto.

"Abbiamo anche sviluppato un nuovo test per nutrire il peptide CLE40 e monitorare la crescita delle radici.

"Utilizzando questo saggio, abbiamo dimostrato che l'elemento costitutivo è importante per l'attività di CLE40.

La modifica dell'architettura delle radici tramite fattori di sviluppo chiave è considerata un passo fondamentale per migliorare la sostenibilità agricola e la sicurezza alimentare.

"Il blocco costitutivo può ora essere utilizzato per sintetizzare altri peptidi CLE, che possono essere successivamente utilizzati negli studi sull'alimentazione per stabilire la loro attività."

Ha detto che i peptidi CLE trovati per modificare gli aspetti della crescita o della resa hanno un enorme potenziale in agricoltura (potenziale per aumentare la produzione di cibo), coltura tissutale (potenziale per stimolare lo sviluppo di germogli o radici), floricoltura (potenziale per migliorare la fioritura), e altre industrie che si basavano sulla crescita delle piante. Ciò potrebbe essere ottenuto alimentando, o attraverso tecniche di selezione mirate o di modifica del genoma.

Lo studio, "L'arabinosilazione modula l'attività di regolazione della crescita dell'ormone peptidico CLE40a dalla soia", è pubblicato in Biologia chimica cellulare .