Massimizzare la produzione di carotenoidi nelle colture
I carotenoidi sono un gruppo di pigmenti che aiutano le piante a raccogliere la luce per la fotosintesi e agiscono come schermo solare per proteggere le piante. Anche gli animali hanno bisogno dei carotenoidi come fonte di vitamina A e per proteggersi da una serie di malattie croniche come il cancro e le malattie cardiovascolari. Poiché la maggior parte degli animali non è in grado di produrre carotenoidi autonomamente, devono dalle piante presenti nella loro dieta. Il progetto CAROTENACTORS (Dissecting carotenoid-related protein interaction dynamics for tailoring healthier crops) si proponeva di capire meglio il modo in cui le piante regolano la produzione di tali pigmenti al fine di ottenere colture ricche di carotenoidi. Le piante producono i carotenoidi mediante un complicato percorso biochimico che coinvolge numerosi geni ed enzimi. Per evitare di produrre troppi o troppo pochi carotenoidi, questo percorso è strettamente regolato, i ricercatori però non sono ancora sicuri del come. CAROTENACTORS ha deciso di usare i pomodori come modello per scoprire quali meccanismi regolino la produzione di carotenoidi durante la maturazione dei pomodori. I pomodori passano dal verde al rosso durante la maturazione a causa della riduzione dei livelli di pigmenti di clorofilla verde dei carotenoidi arancioni/rossi. Monitorando i cambiamenti biochimici durante le diverse fasi della maturazione di pomodori, i ricercatori sono riusciti a indicare meccanismi specifici che regolano la transizione da un’alta produzione di clorofilla a un’altra produzione di carotenoidi. Durante questo processo hanno scoperto che i frutti sembrano riutilizzare un antico sistema di comunicazione all’interno della pianta in un modo nuovo che permette loro di regolare con precisione la produzione di carotenoidi durante la maturazione. In questo sistema, il principale pigmento fotosintetico, la clorofilla, previene una produzione superflua di carotenoidi nei frutti acerbi filtrando la luce del sole e in sostanza “riparando” il frutto. Quando la clorofilla di scompone durante la maturazione, lascia passare la luce con una precisa composizione spettrale, che a sua volta attiva i componenti di segnalazione della luce che modulano la produzione di carotenoidi. La luce fa questo promuovendo la degradazione dei fattori di trascrizione che reprimono l’espressione del gene che codifica un enzima in gran parte responsabile della produzione di carotenoidi. Quando il gene non viene più represso, la produzione di carotenoidi aumenta, facendo diventare il frutto rosso. Le conoscenze acquisite durante questo progetto potrebbero permettere agli scienziati di manipolare i livelli di carotenoidi nelle piante, in particolare nelle coltivazioni, a beneficio della salute umana.
Parole chiave
Carotenoide, vitamina A, via biochimica, regolato, pomodoro
