Piante quasi morte riportate in vita: le chiavi dell’invecchiamento nascoste nelle foglie

Inizialmente i ricercatori si erano proposti di capire più in generale quali parti delle cellule vegetali controllano le risposte delle piante allo stress derivante da cose come infezioni, troppo sale o troppo poca luce. Casualmente, hanno scoperto che questo organello e una proteina responsabile del mantenimento dell’organello controllano se le piante sopravvivono se lasciate troppo spesso al buio.

Poiché non si aspettavano questa scoperta, descritta in a Piante naturali articolo di giornale, il gruppo di ricerca era entusiasta.

“Per noi, questa scoperta è un grosso problema. Per la prima volta, abbiamo definito la profonda importanza di un organello nella cellula che in precedenza non era implicato nel processo di invecchiamento”, ha affermato Katie Dehesh, illustre professoressa di biochimica molecolare presso l’Università di Los Angeles. UCR e coautore del nuovo articolo.

A volte descritto come una pila di palloncini sgonfiati o una lasagna caduta, l’organello chiamato corpo di Golgi è composto da una serie di sacche ricoperte da membrana a forma di coppa. Ordina le varie molecole nella cellula e garantisce che arrivino nei posti giusti.

“I Golgi sono come l’ufficio postale della cellula. Impacchettano e inviano proteine ​​e lipidi dove sono necessari”, ha affermato Heeseung Choi, ricercatore presso il Dipartimento di Botanica e Scienze Vegetali dell’UCR e coautore del nuovo studio. “Un Golgi danneggiato può creare confusione e problemi nelle attività della cellula, influenzando il modo in cui la cellula funziona e rimane sana.”

Se il Golgi è l’ufficio postale, allora la proteina COG è l’impiegato delle poste. Questa proteina controlla e coordina il movimento delle piccole “buste” a sacco che trasportano altre molecole attorno alla cellula.

Inoltre, il COG aiuta i corpi del Golgi ad attaccare gli zuccheri ad altre proteine ​​o lipidi prima che vengano inviati altrove nella cellula. Questa modificazione dello zucchero, chiamata glicosilazione, è cruciale per molti processi biologici, inclusa la risposta immunitaria.

Per saperne di più su come il COG influisce sulle cellule vegetali, il gruppo di ricerca ha modificato alcune piante in modo che non potessero produrlo. In condizioni di crescita normali, le piante modificate crescevano bene ed erano indistinguibili dalle piante non modificate.

Tuttavia, privare le piante della luce significa che le piante non sono in grado di produrre zucchero dalla luce solare per alimentare la crescita. Quando esposte a un’oscurità eccessiva, le foglie delle piante mutanti prive di COG iniziarono a diventare gialle, rugose e sottili, segni che le piante stavano morendo.

“Al buio, i mutanti COG hanno mostrato segni di invecchiamento che tipicamente compaiono nelle piante selvatiche e non modificate intorno al nono giorno. Ma nei mutanti, questi segni si sono manifestati in soli tre giorni”, ha detto Choi.

Invertire la mutazione e riportare la proteina COG nelle piante le ha riportate rapidamente in vita. “È come se non fosse successo loro nulla una volta che abbiamo invertito la mutazione”, ha detto Dehesh. “Queste risposte evidenziano l’importanza fondamentale della proteina COG e della normale funzione del Golgi nella gestione dello stress”, ha aggiunto Choi.

Parte dell’entusiasmo che circonda questa scoperta è che gli esseri umani, le piante e tutti gli organismi eucarioti hanno corpi di Golgi nelle loro cellule. Ora, le piante possono fungere da piattaforma per esplorare la complessità del ruolo del Golgi nell’invecchiamento umano. Per questo motivo, il gruppo di ricerca sta pianificando ulteriori studi sui meccanismi molecolari alla base dei risultati di questo studio.

“La nostra ricerca non solo fa avanzare la nostra conoscenza su come invecchiano le piante, ma potrebbe anche fornire indizi cruciali sull’invecchiamento negli esseri umani”, ha detto Dehesh. “Quando il complesso proteico COG non funziona correttamente, potrebbe far invecchiare le nostre cellule più velocemente, proprio come quello che abbiamo visto nelle piante quando mancavano di luce. Questa svolta potrebbe avere implicazioni di vasta portata per lo studio dell’invecchiamento e delle malattie legate all’età”. .”