Gli scienziati potrebbero aver scoperto una nuova forma di comunicazione vegetale

Se hai mai vissuto in una casa con un giardino o hai lavorato in una piantagione, sai quanto sia complicato affrontare le infestazioni di piante parassitarie, che tornano sempre per più lavoro. Tuttavia, gli scienziati statunitensi potrebbero aver fatto una scoperta che darà agli umani un vantaggio nelle "battaglie tra piante" di tutti i giorni.

Secondo un nuovo studio pubblicato dalla rivista Science, una pianta parassita chiamata cuscuta è in grado non solo di "succhiare" il materiale genetico dalla sua pianta ospite, ma anche di iniettarvi il codice dei suoi geni. L'invasore avrebbe inviato pezzi del suo RNA all'altra pianta, la forma intermedia di informazione genetica che colma il divario tra la sintesi di DNA e proteine.

Secondo i ricercatori, questo potrebbe essere solo un modo in cui questi organismi scambiano energia. Tuttavia, presentano anche una possibilità molto più interessante: che questa possa essere una forma di comunicazione finora sconosciuta tra le piante.

Un nuovo mondo di possibilità

“Il modo tipico in cui le piante comunicano è attraverso elementi chimici rilasciati attraverso le loro foglie e radici. Quindi scoprire che esiste uno scambio di RNA è un nuovo concetto che non è mai stato esplorato ”, afferma James Westwood, coautore dello studio e fisiologo vegetale presso Virginia Tech.

"Questo è impressionante per diversi motivi. Il primo è che di solito pensiamo che un parassita si comporti come tale. Non prenderemmo in considerazione la possibilità di vedere il movimento genetico nell'ospite, ma solo l'invasore che succhia nutrienti ", sottolinea. Oltre alla novità di questa scoperta, lo studioso afferma che ha potenziali applicazioni per l'agricoltura. Gli scienziati potrebbero usare lo scambio di RNA per fornire meccanismi di difesa alle piante invase.

Nella ricerca, il team di Westwood ha sequenziato campioni di tessuto da piante ospiti di pomodoro e couscous, che invadono varie specie di piante avvolgendosi attorno a loro e penetrando nel loro sistema vascolare. Il loro genoma è già stato completamente sequenziato, quindi i ricercatori sono stati in grado di acquistare l'RNA contenuto nei campioni con corrispondenti sequenze di DNA nel genoma.

"Abbiamo risolto tutto attraverso un processo di eliminazione e separazione delle sequenze che non erano sostanzialmente diverse da quelle del genoma completo", afferma Westwood. Usando questa tecnica, i ricercatori hanno determinato che è probabile che migliaia di serie di RNA vengano scambiate tra ospite e parassita durante il processo di invasione.

Spionaggio vegetale

Poiché i materiali condivisi sono in realtà molecole informative, è possibile che il parassita stia usando il proprio RNA per spiare e hackerare l'intero sistema di piante ospiti. Le informazioni inviate potrebbero, tra l'altro, ammorbidire le pareti cellulari dell'invasore, rendendo più semplice stabilire più connessioni.

“Quello che potremmo fare è creare una piantagione ospite che produca brevi sequenze di RNA che agiscono specificamente contro il parassita. Aiuteremo le piante a costruire i propri sistemi di difesa ", spiega. Gli agricoltori ora usano erbicidi per impedire al couscous di attaccare pomodoro, erba medica e verdure di mirtillo rosso, tra gli altri - l'uso dell'approccio genetico eliminerebbe la necessità di questo tipo di elemento chimico.

Secondo la biologa Neelima Sinha, che non ha partecipato allo studio, in passato è stata tentata la creazione di armi genetiche simili utilizzando singoli geni. Tuttavia, afferma, "il nuovo rapporto suggerisce che con il grande movimento di RNA, vari processi parassitari potrebbero essere influenzati da strategie di controllo".

Alla ricerca di prove

Sfortunatamente, i ricercatori non hanno ancora dimostrato che l'RNA scambiato sia stato usato come informazione, quindi è possibile che la teoria non ci sia più. Tuttavia, la natura intrinseca dell'RNA porta Westwood a credere che le piante probabilmente produrranno proteine ​​basate sulle reciproche informazioni genetiche.

Ad ogni modo, Westwood e il suo team dovranno ancora dimostrare che l'RNA scambiato viene effettivamente codificato dalle piante riceventi prima che chiunque possa persino prendere in considerazione piante da riproduzione con sistemi di difesa "integrati". Lo scienziato afferma che il compito non sarà facile, poiché i ricercatori dovranno distinguere le proteine ​​prodotte dall'intruso usando il proprio codice da quelle che potrebbero creare con le informazioni sull'host.

"Scoprire se una proteina è stata prodotta dall'RNA che si è spostato o se è stata semplicemente preparata dalla pianta invasa è sicuramente molto più impegnativo [di quello che il team ha fatto finora]", afferma Westwood. Un processo che gli scienziati proveranno è quello di catturare frammenti di codice mentre sono ancora utilizzati per produrre proteine.

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