ALTERAZIONE DELL’ESPRESSIONE DI UN GENE DI PETUNIA HYBRIDA, PETALO SPECIFICO

Starting date
March 10, 2004
Duration (months)
12
Departments
Biotechnology
Managers or local contacts
Pezzotti Mario

Le strategie di crescita e sviluppo delle piante differiscono molto da quelle degli organismi animali. I processi chiave della morfogenesi vegetale sono rappresentati da divisione e distensione cellulare, mentre negli animali l’acquisizione dell’identità cellulare avviene anche attraverso migrazione e ridistribuzione spaziale delle cellule. Queste differenze si devono al fatto che le cellule vegetali sono dotate di parete cellulare, una complessa struttura rigida, che riveste le cellule e le rende incapaci di muoversi. La mancanza di movimento comporta che nella pianta lo sviluppo embrionale e post-embrionale dipendano dalla determinazione dei piani di divisione cellulare, dalla direzione della distensione e dall’interazione di questi due processi. Capire quale sia il preciso “pattern” spaziale e temporale che sta alla base della regolazione della morfogenesi vegetale è uno dei maggiori obiettivi della moderna biologia dello sviluppo e rappresenta un importante potenziale per le applicazioni biotecnologiche. La comprensione di questi processi può essere raggiunta con diversi approcci; tra questi, quello di individuare e caratterizzare gli agenti che principalmente intervengono nella distensione della parete, meccanismo chiave nella regolazione della crescita cellulare. La parete cellulare gioca un ruolo determinante nello stabilire la grandezza e la forma delle cellule sia durante la loro fase formativa che durante la crescita e lo sviluppo della pianta. I numerosi tipi cellulari (approssimativamente una ventina), che costituiscono la struttura della pianta, sono riconoscibili dalla loro grandezza, forma e dalla morfologia della parete. Oltre a queste proprietà, la parete svolge molte altre funzioni importanti per la vita delle cellule vegetali e per le loro caratteristiche fisiologiche: fornisce sostegno meccanico, costituisce una protezione contro l’attacco di patogeni, contro la disidratazione ed ogni altra aggressione da parte dell’ambiente e rappresenta una riserva di carboidrati, ioni metallici e molecole segnale che sotto determinati stimoli vengono rilasciate all’interno della cellula. Il ruolo di potenziali agenti in grado di controllare la distensione della parete e intervenire quindi nel processo morfogenetico, era attribuito, fino a pochi anni fa, agli enzimi di parete, quali glucanasi ed endotransglicosilasi. Agli inizi degli anni novanta è stata identificata una nuova proteina di parete, chiamata “espansina”, capace di promuovere la distensione di pareti cellulari in vivo (Rayle e Cleland, 1992). Questa scoperta ha indirizzato molti studi verso la comprensione del ruolo biologico e del meccanismo d’azione di questa proteina, che sembra agire attraverso un’insolita attività enzimatica. La determinazione dell’effettivo ruolo dell’espansina nel processo di distensione cellulare rappresenta sia un traguardo importante per la comprensione dei meccanismi che intervengono nella morfogenesi vegetale sia un potente mezzo per un eventuale intervento nel processo morfogenetico.


Sponsors:

Ateneo
Funds: assigned and managed by the department
Syllabus: RICATENEO - Finanziamenti d'Ateneo per la Ricerca Scientifica

Project participants

Mario Pezzotti
Full Professor
Sara Zenoni
Associate Professor

Activities

Research facilities