Ricerca

Ateneo di Pisa: uomo e piante rilevano la mancanza di ossigeno in modo simile

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Università di Pisa, Scuola Superiore Sant’Anna e Università di Oxford hanno scoperto l’enzima che controlla la percezione dell’ossigeno nell’uomo.

 

PISA – Uomini e piante impiegano sensori molecolari sostanzialmente identici per rilevare e far fronte alla mancanza di ossigeno (ipossia). La scoperta si deve allo studio svolto in collaborazione tra Università di Pisa, Istituto di Scienze della Vita della Scuola Superiore Sant’Anna e Università di Oxford, pubblicato sulla rivista Science.

La scarsità di ossigeno influisce molto sulla fisiologia e sul metabolismo di piante e animali. Entrambi sfruttano gradienti di ossigeno come segnale per guidare processi di sviluppo, ad esempio l’angiogenesi (lo sviluppo di nuovi vasi sanguigni a partire da altri già esistenti) negli animali e la produzione di foglie nelle piante.

I ricercatori hanno scoperto che questo meccanismo, basato su un enzima che utilizza ossigeno molecolare come substrato, è in grado di governare l’abbondanza e quindi l’attività di regolatori cruciali di una gamma di risposte cellulari.

Confrontando componenti del regno animale e vegetale e trasferendole dall’uno all’altro, i ricercatori hanno scoperto l’esistenza di un interruttore molecolare, l’enzima ADO, che incorpora ossigeno nell’estremità iniziale di proteine contenenti l’amminoacido cisteina. Questa reazione conduce alla degradazione di tali proteine in condizioni aerobiche, mentre è inibita in ipossia. Pertanto, ADO svolge identica funzione all’enzima di pianta PCO (Plant Cysteine Oxidase), individuato cinque anni fa dalla stessa squadra di ricercatori di Pisa.

“Questa similarità è stupefacente – spiega Francesco Licausi, professore associato di fisiologia vegetale all’Università di Pisa – considerando quanto piante e animali sono distanti da un punto di vista evolutivo, sebbene entrambi rappresentino i vertici evolutivi della vita multicellulare sul nostro pianeta”.

“Le piante e l’uomo hanno necessità di sapere quanto ossigeno respirano e hanno a disposizione – sottolinea Pierdomenico Perata, docente di fisiologia vegetale all’Istituto di Scienze della Vita della Scuola Superiore Sant’Anna – e se il tessuto è carente di ossigeno, sia le piante sia gli animali hanno un’attrezzatura per capire e prendere provvedimenti. In questo nuovo studio abbiamo dimostrato che l’uomo, e probabilmente tutti gli animali, hanno un secondo sistema, aggiuntivo rispetto a Hif1, basato sull’enzima Ado, che è identico a quello delle piante”. Tanto che l’enzima umano, messo al posto di quello delle piante, si è dimostrato capace di sostituirlo.

Fonte: Università di Pisa

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