Ricerca

Piante, Unipi: la luce in eccesso diventa calore grazie alle proteine

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Uno studio congiunto dei ricercatori di Pisa e di Nantes svela per la prima volta il meccanismo attraverso il quale le piante si difendono dalla troppa luce.

 

PISA – Le piante si proteggono dall’eccessiva esposizione solare trasformando l’energia in calore. A dimostrarlo una ricerca italo-francese condotta delle Università di Pisa di e Nantes pubblicata sulla rivista Nature Communications. Condotto principalmente al Dipartimento di Chimica e Chimica industriale dell’Ateneo pisano, lo studio apre la strada a nuove strategie genetiche per adattare le piante ad ambienti sfavorevoli e per ottimizzare la produttività delle colture anche in risposta ai cambiamenti climatici.

“I meccanismi con cui le piante si difendono dall’eccesso di luce che può danneggiarle provocando la distruzione delle cellule sono molteplici e ancora oggi non completamente chiariti – racconta Benedetta Mennucci, docente dell’Università di Pisa – attraverso simulazioni al computer in questo studio per la prima volta abbiamo identificato un meccanismo molecolare di dissipamento dell’energia che coinvolge particolari proteine chiamate ‘antenne’”.

I ricercatori hanno dimostrato che le proteine “antenne” utilizzano una coppia di particolari pigmenti, una clorofilla e un derivato del carotene, detto luteina. E’ infatti proprio quest’ultimo che, donando un elettrone alla clorofilla, “spegne” velocemente il suo stato elettronico eccitato e quindi dissipa l’energia sotto forma di calore.

Per sopravvivere, le piante hanno bisogno di dissipare l’energia in eccesso, ma così facendo riducono l’efficienza della fotosintesi – spiega Lorenzo Cupellini, ricercatore dell’Università di Pisa – i nostri calcoli indicano come le proteine possono controllare con precisione il meccanismo di dissipazione. Infatti, generando campi elettrici e modificando impercettibilmente le posizioni dei pigmenti, le proteine riescono ad attivare o a disattivare completamente tale meccanismo, lasciando quindi catturare ai pigmenti tutta l’energia disponibile”.

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