Una ricerca dell’Ateneo di Pisa svela che un meccanismo attiva subito le difese molecolari ed è comune a piante, animali ed esseri umani.
Redazione
20 aprile 2026
PISA – L’ossigeno è fondamentale per la vita sulla Terra, è il “carburante” biochimico della maggior parte degli organismi. Non è solo consumato ma circola ed è un componente chiave della materia stessa poiché costituisce circa il 65% della massa del corpo umano (principalmente nell’acqua) ed è presente in proteine, carboidrati, grassi e Dna.
Quando l’ossigeno viene a mancare interviene una singola proteina che agisce come un vero e proprio “interruttore” della sopravvivenza e il meccanismo è comune a piante, animali ed esseri umani. E’ questa la scoperta che coinvolge l’Università di Pisa, la Scuola Superiore Sant’Anna e l’Università di Oxford. La ricerca ha identificato il meccanismo molecolare che entra in funzione nei primissimi minuti di ipossia innescando la reazione di difesa delle cellule.
“Abbiamo dimostrato che l’avvio della risposta all’ipossia dipende da un unico circuito molecolare basato su una proteina – spiega Beatrice Giuntoli dell’Università di Pisa – che è come un interruttore: nei primi minuti le cellule capiscono che manca ossigeno e attivano subito le difese. La cosa più interessante è che questo ‘innesco’ molecolare non è esclusivo delle piante. Una proteina molto simile è presente anche nell’uomo e partecipa ai meccanismi con cui le cellule percepiscono le variazioni di ossigeno. Non è l’unico sistema negli esseri umani ma in alcuni tessuti potrebbe avere un ruolo importante e con tempistiche molto rapide, analoghe a quelle che osserviamo nelle piante”.
Quando l’ossigeno diminuisce, infatti, la capacità di reagire rapidamente è decisiva. Nelle piante questo primo segnale è affidato a una famiglia di enzimi, le Plant Cysteine Oxidases (PCO), che funzionano come sensori molecolari e attivano i geni necessari per adattarsi allo stress. Tutti gli altri meccanismi di risposta – già noti – intervengono solo successivamente, ma è questo “innesco” iniziale a determinare l’efficacia della reazione. E’ un meccanismo che esiste anche negli esseri umani: si tratta dell’enzima Ado, omologo funzionale delle Pco vegetali, che contribuisce alla percezione dell’ossigeno nei tessuti.
“Per isolare e studiare questo meccanismo nella sua forma essenziale abbiamo abbiamo ‘trapiantato’ il circuito molecolare dalle piante in cellule di lievito – conclude Beatrice Giountoli – un organismo che naturalmente non possiede questo sistema e così abbiamo potuto osservare direttamente il comportamento del circuito senza interferenze e dimostrare che è sufficiente, da solo, ad avviare la risposta all’ipossia”.
L’esperimento ha mostrato che la risposta si attiva in tempi rapidissimi, nell’ordine di cinque minuti, confermando che i primissimi istanti sono cruciali per la sopravvivenza cellulare. Solo successivamente entrano in gioco altri meccanismi che amplificano e stabilizzano la risposta. Nelle piante la carenza di ossigeno è una condizione frequente, ad esempio durante le alluvioni e la rapidità della risposta può fare la differenza tra sopravvivenza e morte.
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