Dopu quasi un decenniu di sforzu, i scientisti di RIKEN anu determinatu a struttura di una proteina di trasportatore chjave chì aiuta i pianti à cullà u ferru da a terra. Questa scuperta puderia guidà u sviluppu di novi fertilizzanti d'alta putenza chì aiutanu à e piante à estrae u ferru da i terreni carenti di ferru.
Circa un terzu di tutti i terreni in u mondu sò alkaline perchè u so terrenu cuntene grandi quantità di u salinu alcalino, carbonate di calcium. U ferru ùn si dissolve micca bè in questi terreni alkalini, è a carenza di ferru resultanti pò restringe severamente a crescita di e piante.
"L'assunzione di ferru da a terra ùn hè micca faciule", dice Atsushi Yamagata di u RIKEN Center for Biosystems Dynamics Research.
In ogni casu, l'erbe cumuni, cumpresu u granu è l'orzu, anu evolutu una strategia unica per catturà u ferru. Li liberanu cumposti chjamati phytosiderophores chì sò liberati in a terra, induve si liganu cù u ferru è formanu un cumplessu chì e piante ponu assorbe da e so radiche.
I fitosiderofori sò cumposti cunnisciuti cum'è l'acidu mugineic. Mentre portanu a so carica di ferru, sò riassorbiti in e cellule vegetali da una proteina di trasportu in a membrana cellulare. Ma assai hè sempre scunnisciutu circa u miccanisimu moleculare di stu prucessu.
Avà, Yamagata è i so cumpagni anu determinatu a struttura di a proteina di u trasportatore per a prima volta.
"Avemu risoltu a struttura di a proteina di u trasportatore - sia in u statu unbound sia quandu cumminatu cù un fitosideroforu di ferru", dice Yamagata. Questu hè criticu perchè aiuta i circadori à capisce i dettagli molecolari fini di cumu si ferru-cuntenendu cumplessu interagisce cù u trasportatore per esse purtatu in e cellule.
A squadra RIKEN hà pruvatu à determinà a struttura di a proteina di u trasportatore per quasi deci anni. "Ùn pudemu mancu ottene i cristalli necessarii per l'analisi per cristallografia di raghji X", dice Yamagata. A scuperta ghjunse cù i recenti avanzati in una tecnica chjamata crio-microscopia elettronica, chì hà revelatu e strutture sparendu elettroni à campioni congelati di u medialis.
Sta ricerca hè issa guida di u travagliu per sviluppà derivati di l'acidu mugineic, chì a squadra crede chì puderia diventà una nova generazione di fertilizzanti altamente efficaci per i terreni alkalini.
"Un derivatu sinteticu, sviluppatu da u nostru cullaburatore Kosuke Namba di l'Università Tokushima, pò migliurà crescita di e piante megliu cà u compostu naturali à solu circa un millesimu di u costu ", dice Yamagata. Chjamatu l'acidu proline-2′-deoxymugineic (PDMA), u derivatu hè stabile per un mesi in tarra, cumparatu cù solu un ghjornu per u compostu naturali.
Namba travaglia avà cù un fabricatore giapponese per cresce a produzzione di PDMA per l'usu cummerciale cum'è fertilizante agriculu.