Più di 23.000 proteine descritte e indicizzate: è l’atlante proteomico più vasto del mondo, l’imponente risultato frutto del lavoro di alcuni ricercatori dell’Università del Wisconsis-Madison. Quelle catalogate sono le proteine prodotte da due organismi appartenenti a regni tassonomici differenti ma profondamente legati tra loro: la Medicago truncatula, una pianta leguminosa, e il suo batterio simbionte, il Sinorhizobium meliloti. L’atlante vuole aiutare a fare luce sull’azotofissazione, il processo con cui i batteri della famiglia Rhizobiaceae trasformano l'azoto atmosferico in una forma utilizzabile dalle piante. È una sorta di "cifrario" con cui decodificare i particolari molecolari dell'azotofissazione, insomma. Con un livello di dettaglio nella catalogazione mai raggiunto prima.

Le radici della Medicago truncatula in cui si osservano i noduli formati dai batteri Sinorhizobium meliloti. In questi noduli avviene il processo di azotofissazione (Immagine: Matthew Crook/Ane lab)

Oltre il corredo genetico

Per osservare da vicino l'azotofissazione, i ricercatori dello studio hanno voluto spingersi al di là della semplice analisi del genoma dei due organismi modello, facendo un passo in più: hanno correlato l’espressione dei geni con le proteine coinvolte nel processo. Guardando allo stesso tempo a questi due fattori i ricercatori hanno raccolto molte informazioni: per esempio sull'informazione genetica che codifica per la sintesi delle proteine utili all'azotofissazione, sui loro ruoli nel processo e sulle loro varianti. L’impresa dei ricercatori, comunque, non è stata facile: ottenere informazioni su un numero così grande di proteine richiede uno sforzo tecnologico notevole. Così gli scienziati, guidati dal ricercatore Joshua J. Coon, si sono serviti di un nuovo speciale tipo di spettrometria di massa, ancora più potente di quelli solitamente impiegati.

Un atlante per l’agricoltura sostenibile

L’ampia prospettiva dell’atlante, pubblicato sulla rivista Nature Biotechnology, insieme al suo alto grado di dettaglio, fornisce uno strumento nuovo per la ricerca verso un’agricoltura più sostenibile. Sì, perché le piante leguminose riescono a ottenere l’azoto in maniera autonoma, praticamente senza bisogno di fertilizzanti, con gran beneficio per suolo e ambiente. Le informazioni contenute nell'atlante saranno d'aiuto agli scienziati per trovare il modo di trasferire in piante non leguminose questa preziosa abilità. Un traguardo che potrebbe cambiare il volto dell’agricoltura. ____ Immagine banner: Dhileepkumar Jayaraman and Shanmugam Rajasekar/Ane lab Immagine box: Dhileepkumar Jayaraman and Shanmugam Rajasekar/Ane lab