Nelle angiosperme, il gruppo di piante più vasto sulla Terra, sono i fiori a contenere gli organi riproduttivi. Infatti, è proprio nel fiore che si origina una struttura microscopica e straordinariamente complessa: l’ovulo. Qui si sviluppa la cellula destinata a diventare il gamete femminile, che dopo la fecondazione darà vita all’embrione contenuto nel seme.
Il primo passaggio decisivo di questo processo è la selezione, nell’ovulo, di una singola cellula: la cellula madre delle megaspore (MMC), che avvia il percorso verso la formazione del gamete femminile.
Ma quali meccanismi molecolari guidano una scelta così precisa e determinante?
Lo studio dell’Università degli Studi di Milano
Uno studio coordinato da un gruppo di ricercatori dell’Università degli Studi di Milano, in collaborazione con l’Università Humboldt di Berlino, ha fatto luce su questo interrogativo, identificando il complesso circuito molecolare responsabile della formazione del precursore delle cellule gametiche femminili nelle angiosperme.
La ricerca, pubblicata su Nature Communications, ha dimostrato in particolare, che il processo di differenziamento della cellula madre delle megaspore è regolato da due fattori trascrizionali appartenenti alla classe dei MADS-domain (una famiglia di proteine che, legandosi al DNA, regola l’attività di altri geni e governa processi chiave dello sviluppo delle piante, inclusi quelli riproduttivi).
Essi, formando un complesso con la proteina regolatrice SPOROCYTELESS/NOZZLE (SPL/NZZ), consentono l’accumulo di un ormone chiamato auxina in cellule specifiche dell’ovulo.
La conseguente risposta cellulare a questo ormone è necessaria alla scelta di un’unica cellula dell’ovulo, che acquisirà caratteristiche specifiche per diventare la progenitrice dei gameti femminili.
“Comprendere come si formano i gameti nelle piante, infatti, non è solo una questione di biologia di base: queste conoscenze possono contribuire a migliorare fertilità e produttività delle colture e a sviluppare strategie più efficaci e sostenibili per l’agricoltura del futuro”, ha commentato Lucia Colombo, docente di Botanica del Dipartimento di Bioscienze dell’Università degli Studi di Milano e coordinatrice del team di ricerca.
Nella foto di copertina Ovuli di Arabidopsis thaliana in cui la cellula madre delle megaspore (MMC) ha iniziato la divisione meiotica. Nel nucleo dell’MMC vengono accumulate proteine coinvolte nel processo di meiosi, le quali sono visualizzate grazie alla loro fusione con una proteina fluorescente.