In breve
- Le molecole sintetiche NS5806 e UA49 bloccano il canale KAT1 e riducono la traspirazione delle piante.
- In Arabidopsis thaliana i trattamenti aumentano la sopravvivenza in siccità senza ritardare la germinazione o la crescita delle radici.
- La chiusura degli stomi indotta dalle molecole avviene tramite un aumento sostenuto del calcio intracellulare, non tramite la via ABA.
La ricerca pubblicata su Nature Communications descrive due molecole sintetiche, NS5806 e la versione ottimizzata UA49, che riducono la perdita d’acqua nelle piante senza rallentarne la crescita. Lo studio è stato coordinato dalla Tohoku University con la collaborazione del dipartimento di Bioscienze dell’Università Statale di Milano. I trattamenti con le nuove molecole sono stati testati su Arabidopsis thaliana e hanno aumentato significativamente la sopravvivenza in condizioni di siccità.
I ricercatori hanno cercato composti in grado di indurre la chiusura degli stomi senza attivare la risposta sistemica tipica dell’acido abscissico, nota come ABA, che limita la crescita. Attraverso uno screening chimico è stata individuata NS5806 e successivamente ottimizzata nella molecola UA49. Entrambe le molecole agiscono bloccando il canale del potassio KAT1, fondamentale per l’apertura degli stomi, replicando l’effetto di chiusura indotto dall’ABA ma senza gli stessi effetti collaterali.
Dettagli sullo studio pubblicato su Nature Communications
Lo studio è apparso su Nature Communications e coinvolge un consorzio internazionale coordinato dalla Tohoku University. Il dipartimento di Bioscienze dell’Università Statale di Milano ha collaborato ai lavori e Alex Costa è indicato come coordinatore scientifico della piattaforma di bioimaging UNITECH NOLIMITS dell’ateneo. I ricercatori hanno condotto esperimenti su Arabidopsis thaliana per valutare sopravvivenza, germinazione e crescita radicale dopo il trattamento con le molecole testate.
Nei test di stress idrico i soggetti trattati con NS5806 e UA49 hanno mostrato un aumento significativo della sopravvivenza rispetto ai controlli. A differenza dell’ABA, i composti non hanno ritardato la germinazione dei semi. I trattamenti non hanno ostacolato la crescita delle radici, parametro ritenuto fondamentale per l’applicazione agricola futura.
Ruolo del canale KAT1 e aumento del calcio intracellulare
I ricercatori hanno osservato che NS5806 e UA49 bloccano il canale potassio KAT1, che normalmente favorisce l’apertura degli stomi. L’inibizione di KAT1 riduce la traspirazione e permette alle piante di conservare più acqua. Analisi funzionali hanno mostrato che la chiusura degli stomi indotta da queste molecole non passa per la via di segnalazione classica dell’ABA, ma avviene tramite un aumento sostenuto del calcio intracellulare.
Lo studio suggerisce che KAT1 non sia soltanto un trasportatore ionico, ma partecipi attivamente alla trasmissione dei segnali cellulari che regolano la risposta agli stress ambientali. Questa scoperta rappresenta non solo un potenziale percorso applicativo per biostimolanti, ma anche uno strumento per comprendere i meccanismi molecolari della percezione dello stress. Alex Costa commenta che le nuove molecole rappresentano candidati molto promettenti per lo sviluppo di una nuova generazione di biostimolanti e regolatori fisiologici, e allo stesso tempo sono strumenti di ricerca preziosi.
Per contatti l’articolo riporta: Alex Costa, Dipartimento di Bioscienze, ALEX. COSTA@UNIMI. IT, 0250314831.
