La ricerca scientifica apre nuove strade per lo sviluppo di colture più resistenti e produttive, anche di fronte alle sfide imposte dai cambiamenti climatici. Un recente studio condotto dall’Università di Friburgo e pubblicato su Nature Plants ha svelato i meccanismi che regolano le cellule staminali nelle piante, fornendo importanti indicazioni per migliorare la loro capacità di adattarsi a condizioni ambientali difficili.
Le piante crescono grazie a regioni specifiche chiamate meristemi, che si trovano alle punte dei germogli e delle radici. Questi meristemi contengono cellule staminali, le quali si dividono e formano nuovi tessuti quando necessario. Tuttavia, affinché questa crescita avvenga in modo controllato, sono necessari segnali specifici da altre cellule.
Il team di ricerca di Friburgo ha scoperto quali meccanismi regolatori assicurano che questa divisione e crescita delle cellule staminali nei meristemi avvenga senza sregolatezze. Infatti, come spiega lo studio, “i segnali provenienti da altre cellule sono necessari per controllare le proprietà delle cellule staminali“, un processo fondamentale per evitare la crescita incontrollata, simile a quella che si verifica nelle cellule tumorali.
Una delle molecole chiave in questo processo è WOX5, che regola le cellule staminali nel meristema. Fino a oggi, tuttavia, il modo in cui questa molecola operava rimaneva un mistero. Grazie alle indagini del team guidato da Thomas Laux, del CIBSS – Centre for Integrative Biological Signalling Studies Cluster of Excellence presso l’Università di Friburgo, è stato possibile decodificare questo meccanismo. Il gruppo ha identificato una seconda molecola, HAN, come elemento cruciale nel trasmettere il segnale di WOX5.
“Siamo stati in grado di dimostrare che HAN trasmette il segnale WOX5 e assicura che il gene CDF4 rimanga inattivo nelle cellule staminali“, spiega Laux. “Altrimenti, CDF4 causerebbe l’inibizione delle proprietà delle cellule staminali. Sopprimendo CDF4, HAN consente alle cellule staminali nel meristema radicale di rimanere indifferenziate e continuare a dividersi“. In altre parole, HAN permette alle cellule di mantenere il loro stato staminale, fondamentale per la crescita continua e controllata delle piante.
Per arrivare a queste conclusioni, i ricercatori hanno combinato tecniche di biologia molecolare con modelli matematici. Questi modelli suggeriscono che l’inclusione di HAN come mediatore tra WOX5 e CDF4 potrebbe rendere il sistema di regolazione delle cellule staminali meno vulnerabile alle influenze ambientali. “In ulteriori indagini, ora vogliamo scoprire se la natura multilivello del processo abbia effettivamente l’effetto che vediamo nella modellizzazione“, afferma Laux.
Questa scoperta ha implicazioni pratiche significative. Una comprensione più approfondita dei processi che guidano la crescita delle piante potrebbe infatti costituire la base per selezionare colture più resilienti o produttive. La capacità di identificare piante che possono continuare a crescere e produrre frutti in condizioni climatiche difficili, come eventi meteorologici estremi, rappresenta un passo importante per garantire la sicurezza alimentare nel contesto del cambiamento climatico.
