Scoperta la cabina di regia delle piante: 2,3 milioni di interruttori genetici
Uno studio internazionale ha identificato i meccanismi che regolano lo sviluppo delle piante. Conservati da oltre 300 milioni di anni in 280 specie vegetali, questi elementi regolatori rappresentano un tesoretto per l’agricoltura del futuro, potendo aumentare resilienza e produttività delle colture di fronte a siccità, parassiti e cambiamenti climatici
Scoperta la cabina di regia che guida lo sviluppo e l'evoluzione delle piante: è formata da 2,3 milioni di interruttori genetici che regolano l'espressione del Dna e che sono conservati da oltre 300 milioni di anni in oltre 280 specie vegetali.
Rappresentano un vero e proprio tesoretto per l'agricoltura del futuro, perché potrebbero aiutare a ingegnerizzare le colture per aumentarne la resilienza e la produttività in risposta al cambiamento climatico, alla siccità e ai parassiti.
Il risultato è pubblicato sulla rivista Science dal consorzio di ricerca Conservatory Project, guidato da Università di Cambridge, Università ebraica di Gerusalemme e Cold Spring Harbor Laboratory.
“I genomi delle piante sono straordinariamente complessi - osserva Idan Efroni dell'Università ebraica di Gerusalemme - e questa complessità ha reso molto difficile tracciare il Dna regolatore a ritroso nel tempo. Quello che mostriamo qui è che programmi regolatori profondamente conservati esistono davvero e sono, di fatto, diffusi".
Lo studio dimostra che queste antiche sequenze regolatorie sono fortemente concentrate vicino ai geni che controllano lo sviluppo delle piante (inclusi importanti fattori che controllano la trascrizione dei geni): l'alterazione di questi interruttori genetici può portare a gravi difetti dello sviluppo, a dimostrazione della loro importanza funzionale.
Uno degli esempi più interessanti è l'interruttore genetico Wuschel, un regolatore fondamentale per il mantenimento delle cellule staminali: gli elementi contenuti al suo interno sono antecedenti alla comparsa delle piante da fiore e sono conservati da 300 milioni di anni.
Mentre le loro posizioni nel genoma sono cambiate nel tempo, il loro ordine relativo è stato mantenuto, rivelando un sorprendente mix di stabilità e flessibilità.
"Queste sequenze non sono reliquie congelate - spiega Kirk R. Amundson dell'Università del Massachusetts ad Amherst - ma possono muoversi, duplicarsi e diversificarsi, pur preservando la logica regolatoria necessaria per lo sviluppo".
Ulteriori analisi hanno dimostrato che nuove sequenze regolatrici spesso derivano da sequenze più antiche che si modificano a seguito della duplicazione dei geni.
