Cercetătorii au descoperit cum reacționează plantele la modificările de temperatură
Modul în care plantele simt temperatura este o întrebare destul de puțin înțeleasă, pentru care cercetătorii au descoperit doar câteva dintre răspunsurile posibile.
Un studiu recent descoperă un nou mecanism – printre primele în care comportamentul biofizic al unei singure proteine reglează răspunsul la temperatură al întregii plante, spune coautorul Philip Wigge, biolog de la Leibniz Institute of Vegetable and Ornamental Crops din Germania.
Autorii studiului au folosit experimente genetice și imagistică fluorescentă pentru a dezvălui că proteina, ELF3, este activă și reprimă genele înflorite la temperaturi scăzute, și rămâne inactivă la temperaturi mai ridicate, permițând astfel expresia genelor.
Cum se întâmplă totul?
Cercetătorii au constatat că un comportament specific al proteinei ELF3, numit schimbare de fază, controlează răspunsul la temperatură al plantelor.
În esență, proteina este solubilă și activă la temperaturi scăzute, iar apoi își schimbă starea, transformându-se în picături lichide inactive la temperaturi ridicate.
Wigge a observat acest lucru marcând ELF3 cu proteină fluorescentă verde în nucleul răsadurilor Arabidopsis. La temperaturi scăzute, ELF3 a fost înconjurat de o coajă de molecule de apă, permițându-i să plutească și să se răspândească uniform în întregul nucleu.
Cu toate acestea, la temperaturi mai ridicate, proteina a schimbat faza prin formarea de picături lichide care sechestrează proteina ELF3 într-o stare inactivă. Picăturile au apărut ca niște pete mari, strălucitoare, verzi, în nucleele acelorași răsaduri.
Nu s-a descoperit încă adevărul absolut
În timp ce această descoperire confirmă faptul că ELF3 este implicat în răspunsul la temperatură, este posibil să nu fie principalul termosenzor pentru plante în general, avertizează geneticianul molecular Caroline Dean, la John Innes Center din Norwich, Regatul Unit.
Domeniul a fost “oarecum obsedat” de descoperirea unui mecanism principal de detectare a temperaturii, spune ea, când de fapt există multe etape termosenzoriale distribuite prin mai multe rețele.
Dean și biologul Yusheng Zhao au coautorat recent o lucrare care a găsit, de asemenea, o proteină implicată în răspunsul la temperatura plantei.
Cu toate acestea, studiul lor s-a întins pe o perioadă de săptămâni mai degrabă decât pe termen scurt, permițând cercetătorilor să studieze percepția și răspunsul la temperatură mai degrabă decât la percepția imediată a temperaturii.
Încă nu a fost stabilit dacă ELF3 joacă un rol important în aceste perioade mai lungi de timp.
Studiile viitoare ar putea extinde această lucrare la mai multe specii de plante, notează Wigge. Schimbările climatice determină schimbări de reacție în cazul multor specii și influențează producțiile reduse în culturi, spune el.
Reglarea fină a răspunsului la temperatură al plantelor, ar putea evita acest efect. Însă, mai întâi, trebuie ca mecanismele de percepție și răspuns la temperatură prezente în organismele plantelor, să fie studiate îndeaproape, pentru a permite modificarea lor.