Setiap benih dimulai dengan tujuan sederhana: mencapai air, mengumpulkan nutrisi, dan tetap tegak. Di bawah permukaan, ujung akar menjelajahi tanah, memanjang menjadi cabang-cabang yang menjaga tanaman tetap hidup. Para peneliti sekarang telah menelusuri saat cabang-cabang itu muncul ke autophagy, jalur daur ulang yang banyak dikaitkan dengan manfaat kesehatan dari puasa.
Para ilmuwan di Universitas Kopenhagen memetakan jalur tersebut pada bibit hidup. Mereka mengamati faktor transkripsi ARF7 menghilang dan kembali dalam gelombang yang dapat diprediksi, masing-masing terkait dengan lonjakan hormon pertumbuhan auksin. "Puasa telah menjadi populer, karena tampaknya memiliki berbagai efek peningkatan kesehatan pada manusia, karena periode tanpa makanan menyebabkan tubuh mengaktifkan proses pembersihan untuk menyingkirkan berbagai produk limbah di dalam sel," jelas Asisten Profesor Eleazar Rodriguez.
Proses ini bergantung pada NBR1, sebuah tag yang memandu protein bekas menuju vakuola untuk dipecah. Setiap penghapusan ARF7 mengatur ulang sirkuit pensinyalan sehingga dapat menyala kembali beberapa jam kemudian. Ketika autophagy melambat, ARF7 menumpuk, pesan berjalan lama, dan akar kehilangan ritme biasanya. Pola tersebut menyerupai ritme sirkadian yang memandu pembukaan daun tetapi hanya berfokus pada pembangunan separuh tersembunyi tanaman.
Kelompok tersebut menonaktifkan gen autophagy utama untuk menguji batasan jalur tersebut. Bibit mutan menghasilkan lebih sedikit akar lateral dan menyerap lebih sedikit air. "Ketika kami mengganggu autophagy tanaman, ada limbah di mana-mana, dan kami dapat mendeteksi protein ARF7 di antara limbah," kata Rodriguez. Mikroskopi mengungkapkan vakuola bengkak yang penuh dengan puing-puing, menghasilkan sistem akar yang jarang dan tidak efisien.
Karena perangkat daur ulang digunakan bersama di antara tanaman berbunga, temuan ini membuka opsi baru bagi pemulia dan perusahaan yang mengembangkan aditif tanah mikroba. Menyetel autophagy atau menyesuaikan tag NBR1 dapat memungkinkan akar untuk mengejar kelembapan lebih dalam di tanah dan menangkap pupuk sebelum hanyut, meningkatkan panen tanpa input tambahan. Plot percontohan di Denmark sudah menguji ide-ide ini di bawah pola hujan yang berubah.