Mỗi hạt giống bắt đầu với một mục tiêu đơn giản: tiếp cận nước, thu thập chất dinh dưỡng và đứng thẳng. Bên dưới bề mặt, các đầu rễ thăm dò đất, mở rộng thành các nhánh giữ cho cây sống. Các nhà nghiên cứu hiện đã theo dõi thời điểm những nhánh đó xuất hiện đến autophagy, con đường tái chế mà nhiều người liên kết với lợi ích sức khỏe của việc nhịn ăn.
Các nhà khoa học tại Đại học Copenhagen đã lập bản đồ con đường trong cây con sống. Họ quan sát thấy yếu tố phiên mã ARF7 biến mất và quay trở lại theo các đợt có thể dự đoán được, mỗi đợt liên quan đến sự tăng vọt của hormone tăng trưởng auxin. Trợ lý Giáo sư Eleazar Rodriguez giải thích: "Nhịn ăn đã trở nên phổ biến, vì nó dường như có nhiều tác dụng tăng cường sức khỏe ở người, vì thời gian không có thức ăn khiến cơ thể kích hoạt các quy trình làm sạch để loại bỏ các chất thải khác nhau trong tế bào."
Quá trình này dựa vào NBR1, một thẻ hướng dẫn các protein đã sử dụng về phía không bào để phân hủy. Mỗi lần loại bỏ ARF7 sẽ đặt lại mạch tín hiệu để nó có thể kích hoạt lại sau vài giờ. Khi autophagy chậm lại, ARF7 tích tụ, các thông điệp chạy dài và rễ mất đi nhịp điệu thông thường của nó. Mô hình này giống với nhịp sinh học hướng dẫn việc mở lá nhưng chỉ tập trung vào việc xây dựng một nửa ẩn của cây.
Nhóm đã vô hiệu hóa các gen autophagy chính để kiểm tra giới hạn của con đường. Cây con đột biến tạo ra ít rễ bên hơn và hút ít nước hơn. Rodriguez nói: "Khi chúng tôi phá vỡ autophagy của cây, có chất thải ở khắp mọi nơi và chúng tôi có thể phát hiện protein ARF7 trong chất thải." Kính hiển vi cho thấy các không bào sưng phồng chứa đầy mảnh vụn, dẫn đến một hệ thống rễ thưa thớt và kém hiệu quả.
Vì bộ công cụ tái chế được chia sẻ giữa các loài thực vật có hoa, nên những phát hiện này mở ra các lựa chọn mới cho các nhà lai tạo và các công ty phát triển chất phụ gia đất vi sinh. Điều chỉnh autophagy hoặc điều chỉnh các thẻ NBR1 có thể cho phép rễ theo đuổi độ ẩm sâu hơn trong đất và thu giữ phân bón trước khi nó bị rửa trôi, cải thiện năng suất mà không cần thêm đầu vào. Các lô thí điểm ở Đan Mạch đã thử nghiệm những ý tưởng này trong điều kiện lượng mưa thay đổi.