L’imaging molecolare svela come le piante si adattano allo stress salino

Il gene CCX2, della pianta modello Arabidopsis thaliana, è un nuovo importante regolatore della risposta allo stress salino in pianta.

A identificarlo, grazie all’utilizzo di tecniche di imaging molecolare altamente innovative, un team di ricerca italo-belga, autore di una recente pubblicazione sulla rivista statunitense PNAS “Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America”.

Guidato da Nathalie Verbruggen, dell’Université Libre de Bruxelles e da Alex Costa, dell’Università Statale di Milano, la ricerca è stata condotta con il prezioso contributo dei giovani ricercatori Massimiliano Corso e Romário de Melo (Université Libre de Bruxelles) e Fabrizio G. Doccula (Università Statale di Milano).

“L’impatto dei cambiamenti climatici sull’agricoltura – spiega il professor Costa, docente di Fisiologia vegetale al dipartimento di Bioscienze – porterà alla riduzione, nei prossimi 50 anni, della produttività dei raccolti. Ad esempio la progressiva salinizzazione di alcuni ambienti avrà un effetto negativo sulla produzione di diverse importanti specie vegetali (piante glicofite) necessarie per il fabbisogno umano, tra cui il riso. In questo contesto, l’individuazione e la caratterizzazione di geni coinvolti nella resistenza/tolleranza allo stress salino nelle piante risulta di estrema importanza per il futuro del genere umano”.

“L’identificazione di CCX2 (un membro della famiglia dei trasportatori calcio/cationi) come regolatore del meccanismo di resistenza delle piante agli ambienti salini – prosegue Alex Costa – apre un nuovo filone di ricerca nel campo. La collaborazione con il gruppo della professoressa Verbruggen, grazie alla complementarietà delle competenze, è risultata essere di estrema importanza per la realizzazione di questo importante studio”.

La ricerca pubblicata su PNAS rappresenta il primo report di una proteina residente a livello del reticolo endoplasmatico coinvolta nella regolazione dei flussi dello ione calcio in risposta allo stress salino. Il ruolo del reticolo endoplasmico nella regolazione della concentrazione del calcio intracellulare è stato molto studiato negli Eucarioti, ma relativamente sottovalutato nelle piante. Il calcio risulta, infatti, essere un segnale alla base della percezione di numerosi stimoli esterni tra cui lo stress salino.

“Lo studio – aggiunge Fabrizio Doccula, dottorando nel laboratorio del professor Costa – è stato ampiamente realizzato grazie all’utilizzo di tecniche di imaging molecolare altamente innovative, basate sull’uso di biosensori e di proteine fluorescenti necessarie rispettivamente per la caratterizzazione funzionale e lo studio della localizzazione subcellulare di CCX2”.

La ricerca è stata resa possibile anche grazie all’impiego della strumentazione della nuova piattaforma UNITECH NOLIMITS di Ateneo, di cui il professor Costa è il coordinatore scientifico.

Il lavoro è stato supportato dalla sovvenzione FIRB 2010 del Ministero dell’Istruzione, dell’Università e della Ricerca, dal Piano di Sviluppo di Ateneo 2015-2016 dell’Università Statale di Milano, dal Fonds National de la Recherche Scientifique e dall’European Molecular Biology Organization short-term Fellowship 2015.