Η ανακάλυψη ενός μοριακού μηχανισμού ανοίγει νέες προοπτικές για τη μείωση της σπατάλης τροφίμων και την επέκταση του χρόνου ζωής φρούτων
Κάθε χρόνο, εκατομμύρια τόνοι φρούτων χάνονται λόγω ωρίμανσης πριν φτάσουν στον καταναλωτή. Η πρόκληση δεν είναι καινούρια, αλλά η επιστημονική κατανόησή της παραμένει ελλιπής. Ερευνητές από το Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Shenyang στην Κίνα δημοσίευσαν στο επιστημονικό περιοδικό Horticulture Research μια μελέτη που αποκαλύπτει για πρώτη φορά τον ακριβή μοριακό μηχανισμό μέσω του οποίου το σαλικυλικό οξύ, μια φυσική φυτική ορμόνη, επιβραδύνει τη διαδικασία ωρίμανσης στα μήλα.
Το κλειδί για την ωρίμανση των λεγόμενων κλιμακτήριων φρούτων, όπως τα μήλα, οι ντομάτες και οι μπανάνες, είναι το αιθυλένιο, μια φυτική ορμόνη που ενορχηστρώνει την αλλαγή χρώματος, τη μαλάκωση της σάρκας και την ανάπτυξη αρώματος. Εδώ και δεκαετίες είναι γνωστό ότι το σαλικυλικό οξύ καθυστερεί την ωρίμανση σε διάφορες καλλιέργειες, αλλά ο μοριακός λόγος παρέμενε αδιευκρίνιστος. Η νέα έρευνα αποκάλυψε ένα τριμερές ρυθμιστικό σύστημα. Το σαλικυλικό οξύ αυξάνει την έκφραση του μεταγραφικού παράγοντα MdWRKY40, ο οποίος δρα ως κατασταλτής του γονιδίου MdACS1, του κύριου ρυθμιστή της παραγωγής αιθυλενίου. Με απλά λόγια, το σαλικυλικό οξύ ενεργοποιεί μια πρωτεΐνη που «σβήνει» το γονίδιο που δίνει εντολή για παραγωγή της ορμόνης ωρίμανσης.
Αλλά η ανακάλυψη πηγαίνει ακόμα βαθύτερα. Οι ερευνητές εντόπισαν ότι υπάρχει και ένας τέταρτος παίκτης: η λιγάση ουβικιτίνης MdPUB24, ένα ένζυμο που υπό φυσιολογικές συνθήκες «ετικετάρει» τον MdWRKY40 για καταστροφή μέσω του κυτταρικού μηχανισμού αποδόμησης πρωτεϊνών. Το σαλικυλικό οξύ μειώνει την έκφραση αυτού του ενζύμου, επομένως η πρωτεΐνη MdWRKY40 δεν αποδομείται, παραμένει σταθερή και συνεχίζει να καταστέλλει την παραγωγή αιθυλενίου. Η ωρίμανση επιβραδύνεται.
Τι σημαίνει αυτό για τη διατήρηση τροφίμων
Το σημαντικότερο στοιχείο της έρευνας δεν είναι μόνο η ανακάλυψη του μηχανισμού αυτού καθεαυτού, αλλά το επίπεδο στο οποίο αυτός λειτουργεί. Μέχρι τώρα, οι προσπάθειες για τον έλεγχο της ωρίμανσης επικεντρώνονταν κυρίως στην έκφραση γονιδίων ή στη δραστικότητα ενζύμων. Αυτή η έρευνα δείχνει ότι η ρύθμιση γίνεται και μετα-μεταφραστικά, δηλαδή σε επίπεδο σταθερότητας των πρωτεϊνών, ένα επίπεδο ελέγχου που ανοίγει νέες δυνατότητες για ακριβέστερες παρεμβάσεις.
Στην πράξη, αν μπορεί να αναστέλλεται ο MdPUB24 ή να σταθεροποιείται ο MdWRKY40 μέσω γεωπονικής βελτίωσης ή μεταχείρισης μετά τη συγκομιδή, τα φρούτα θα μπορούσαν να διατηρούνται φρέσκα για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα χωρίς τη χρήση χημικών συντηρητικών. Δεδομένου ότι παρόμοια συστήματα ουβικιτίνης πιθανώς υπάρχουν και σε άλλα εμπορικά σημαντικά φρούτα, η εφαρμογή αυτής της γνώσης θα μπορούσε να εκτείνεται πολύ πέρα από τα μήλα, με άμεσες επιπτώσεις στη μείωση της σπατάλης τροφίμων και στη βιωσιμότητα της εφοδιαστικής αλυσίδας.
