Gli scienziati hanno scoperto come controllare le piante con l'illuminazione colorata

Il variopinto assortimento di luci che illuminano le discoteche, iniettare la vita nei jumbotron e completare gli alberi di Natale potrebbe potenzialmente servire a uno scopo più ampio nel mondo dell'agricoltura.

I biologi europei hanno dimostrato per la prima volta che il comportamento delle piante può essere controllato utilizzando luci colorate. Nel loro studio, pubblicato questa settimana sulla rivista Metodi della natura , i ricercatori hanno utilizzato luci LED di diversi colori per attivare i geni nelle piante che influenzano il comportamento. Quando un certo gene viene attivato, codifica per proteine, che determina la funzione di una cellula. Quando il gene è disattivato, non svolge più quella funzione. Nel loro studio, i ricercatori sono stati in grado di dimostrare di poter controllare i geni responsabili della risposta immunitaria di una pianta.

Ben Miller, un biologo molecolare presso l'Università dell'East Anglia, chi è coautore dello studio, afferma che questo metodo consentirà ai ricercatori di comprendere meglio come crescono le piante, rispondere e adattarsi al loro ambiente. Quando si tratta di colture agricole, afferma che il metodo potrebbe essere utilizzato per determinare e controllare i geni che migliorano le difese delle piante contro i patogeni e, a loro volta, migliorano i raccolti per gli agricoltori.

“Ci sono reali opportunità per il futuro… Apre davvero nuove porte per la ricerca sulle piante, " lui dice. “È davvero emozionante per noi, per le scienze vegetali e anche per l'agricoltura”.

Fino a questo punto, l'optogenetica, il metodo per influenzare il comportamento biologico attraverso le luci, è stata testata principalmente nelle cellule animali, lieviti e batteri. Ha anche iniziato a essere introdotto gradualmente negli studi clinici sugli esseri umani. Prima di questo studio, gli scienziati delle piante hanno avuto problemi ad attingere all'optogenetica perché le piante usano già la luce per alimentare la loro crescita. Qualsiasi interruttore genico controllato dalla luce manterrebbe attivo quel processo.

Miller e il suo team hanno superato questo problema attraverso la luce colorata e hanno scoperto che la luce rossa nel loro sistema può colpire un gene di pianta di interesse, fungendo da "interruttore di accensione" per svolgere la sua funzione. Una luce bianca, la luce blu o la luce rossa lontana funzionano quindi come un "interruttore di spegnimento" per l'attività del gene.

Miller dice che questo metodo è meno oneroso per le piante rispetto alle solite strade, come droghe o prodotti chimici, che mantiene i geni accesi per tutto il tempo mentre vengono studiati.

"Avere un gene 'attivo' tutto il tempo inutilmente sarebbe uno spreco di energia e risorse cellulari, " lui dice. “Esprimere un gene al momento sbagliato potrebbe anche potenzialmente interferire con i processi delle piante, come crescita e sviluppo, quindi è davvero importante controllare quando e dove vengono espressi i geni”.

Miller aggiunge che il prossimo passo nella sua ricerca sarà espandere il metodo su altre piante geniche. Dice che è una base efficace che potrebbe aiutare a rispondere a molte domande fondamentali sulle piante. Ora, è tempo di esplorare il suo potenziale.