Normalmente, di fronte alla scarsità idrica, i vegetali reagiscono producendo l'acido abscissico (ABA). Questo ormone vegetale ordina ai microscopici pori delle foglie (gli stomi) di chiudersi per evitare la dispersione dei liquidi. L'attivazione dell'ABA, tuttavia, innesca una serie di reazioni difensive ad ampio spettro che finiscono per rallentare lo sviluppo complessivo del vegetale.

Per scavalcare questo ostacolo, il gruppo di ricerca ha cercato molecole alternative in grado di provocare la sola chiusura stomatica, priva di effetti indesiderati:

I due composti: Dalla selezione di diversi prodotti chimici è emersa la molecola NS5806, da cui è stata poi creata una variante perfezionata ribattezzata UA49.

La modalità d'azione: Entrambe le sostanze agiscono inibendo KAT1, un canale del potassio essenziale per l'apertura degli stomi (target bloccato di norma dall'ABA). Bloccando KAT1, la pianta riduce la traspirazione e trattiene le riserve idriche.

Le verifiche effettuate sull'organismo modello Arabidopsis thaliana hanno attestato un netto incremento delle probabilità di sopravvivenza in scenari di forte aridità. A differenza dell'ormone naturale ABA, i nuovi composti sintetici non bloccano lo sviluppo dell'apparato radicale e non posticipano la germinazione, due fattori chiave per un utilizzo pratico sul campo.

L'indagine ha inoltre portato a una scoperta teorica inattesa: l'avvenuta chiusura degli stomi tramite NS5806 e UA49 non sfrutta il normale canale di trasmissione molecolare dell'ABA, bensì un percorso alternativo guidato da un incremento prolungato di calcio nelle cellule. Questo fenomeno indica che il canale KAT1 non funge da semplice condotto per gli ioni, ma opera come un vero e proprio trasmettitore di segnali nella gestione dello stress ambientale.

“Le due nuove molecole si configurano come candidate di grande interesse per la progettazione di regolatori fisiologici e biostimolanti di nuova concezione, ideati per mitigare i danni della siccità e ottimizzare l'uso dell'acqua in agricoltura. Allo stesso tempo, si rivelano strumenti analitici fondamentali per comprendere a fondo come i vegetali percepiscono i fattori di stress e reagiscono ad essi.”

— Alex Costa, docente del Dipartimento di Bioscienze e referente scientifico della struttura di bioimaging UNITECH NOLIMITS dell’Università Statale di Milano.