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FP7

SHOOT APICAL MERISTEM Risultato in breve

Project ID: 249270
Finanziato nell'ambito di: FP7-PEOPLE
Paese: Israele

Il fato cellulare nel germoglio di una pianta

Che cosa determina il fenotipo di una cellula in fase di sviluppo? Un'iniziativa dell'UE ha scoperto in che modo i geni e le proteine guidano le cellule delle radici delle piante verso la loro identità finale.
Il fato cellulare nel germoglio di una pianta
In generale, il destino di una cellula viene stabilito dall'espressione o dalla disattivazione dei geni responsabili del suo sviluppo. I fattori di trascrizione (TF) organizzano questo processo, legandosi a specifiche sequenze di DNA per attivare o reprimere la trascrizione.

Nei germogli delle piante, la crescita si accompagna a una precisa differenziazione dei vari tessuti, che diventano gambo, foglie, fiori o elementi vascolari. Il meristema apicale del germoglio contiene per definizione cellule indifferenziate, organizzate in varie zone funzionalmente distinte. Il meristema sostiene la crescita della pianta, producendo nuovi organi da una riserva di cellule staminali pluripotenti che si autorinnova, sviluppandole in qualsiasi tipo di cellula e permettendo così la crescita di tessuti e organi specifici.

Gli studi del progetto SHOOT APICAL MERISTEM si sono concentrati su due geni che contribuiscono alla specificazione delle cellule del gambo: WUCHEL (WUS) e SHOOTMERISTEMLESS (STM). Il WUS viene espresso solo in un piccolo gruppo di cellule che si trova al centro del meristema, chiamato "centro organizzativo". L'STM viene espresso nella maggior parte delle cellule del meristema e ne contrasta la differenziazione, per consentire la proliferazione di molte cellule figlie prima dello sviluppo di un determinato organo.

I componenti del team hanno creato piante transgeniche contenenti WUS e STM opportunamente marcati, per identificare i rispettivi geni obiettivo diretti. I risultati indicano che, in assenza di ormoni aggiunti, il WUS attivato determina la crescita dei nuovi meristemi ma che gli ormoni delle piante, alta auxina e bassa citochina, bloccano la generazione di nuovi meristemi.

Inducendo livelli maggiori di espressione di WUS ed STM in mutanti dell'Arabidopsis, i ricercatori hanno scoperto che la disposizione delle foglie, o filotassi, viene modificata, con un passaggio graduale da un modello a spirale a uno verticillato, dovuto all'azione del regolatore dell'espressione del WUS, ERECTA. I risultati di questa ricerca sono stati pubblicati sulla rivista Development.

I componenti del team SHOOT APICAL MERISTEM stanno ora attendendo i risultati dell'immunoprecipitazione della cromatina (ChIP) e del sequenziamento massivamente parallelo (ChIP-Seq) per chiarire il più possibile le interazioni tra proteine, DNA ed RNA. In tal modo, sarà possibile creare un modello della rete genetica che regola la specificazione cellulare nel meristema apicale dei germogli.

Il progetto SHOOT APICAL MERISTEM ha completato un'iniziativa di ricerca di grande rilievo. Con l'attuale crisi alimentare globale, ad esempio, una solida base di conoscenze sul controllo molecolare dello sviluppo vegetale risulterebbe infatti essenziale per ottimizzare la resa delle coltivazioni.

Informazioni correlate

Keywords

Differenziazione cellulare, fattore di trascrizione, WUS, STM, meristema apicale, fillotassi
Numero di registrazione: 150729 / Ultimo aggiornamento: 2014-11-20
Dominio: Biologia, Medicina