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Espressione genica regolata dalla luce nelle piante

I ricercatori sono venuti a capo del modo in cui le piante rispondono alle informazioni luminose provenienti dall’ambiente e alterano l’espressione genica di conseguenza per adattarsi a differenti condizioni di luce.
Espressione genica regolata dalla luce nelle piante
Le piante sopravvivono rispondendo o adattandosi a vari segnali provenienti dall’ambiente, in particolare a cambiamenti nella qualità o nell’intensità della luce. Questi cambiamenti sono avvertiti da cloroplasti nei tessuti verdi, che poi comunicano le informazioni al nucleo. In base alle informazioni ricevute, si altera l’espressione genica all’interno del nucleo, influenzando in tal modo crescita, metabolismo e altri processi fisiologici della pianta.

L’iniziativa ASRNABIDOPHYS (Identification of light signaling components in the regulation of alternative splicing in plants), finanziata dall’UE, ha scoperto in che modo le informazioni su luce/buio avvertite dai cloroplasti alterano l’espressione genica nel nucleo.

L’espressione genica è solitamente regolata da un meccanismo chiamato splicing. Le sequenze genetiche chiamate introni sono rimosse dall’RNA, lasciandosi dietro esoni che sono combinati in modo da formare l’RNA messaggero (mRNA) che è tradotto nella proteina.

Anche se gli introni sono rimossi da sezioni definite di RNA da molecole chiamate spliceosomi, i confini introne/esone possono variare per creare esoni di dimensioni differenti che contengono sequenze differenti. Questo processo, chiamato splicing alternativo, significa che una varietà di proteine può essere prodotta a partire dallo stesso mRNA.

In un precedente progetto, i ricercatori di ASRNABIDOPHYS avevano scoperto che un segnale generato dalla luce proveniente dai cloroplasti di una pianta regola l’espressione genica attraverso il controllo dello splicing alternativo nel nucleo. Questo splicing regolato dalla luce si verificava persino nelle radici, ma solo attraverso una comunicazione proveniente dai tessuti fotosintetici nelle foglie.

Per scoprire quali molecole viaggiano dai germogli alle radici per comunicare le informazioni su luce/buio ai nuclei della radice, i ricercatori hanno cercato mutazioni di splicing nella pianta Arabidopsis.

Identificando le mutazioni che influivano sullo splicing regolato da luce/buio, essi hanno ristretto il numero dei candidati come possibili fattori che influenzano lo splicing alternativo. Curiosamente, ASRNABIDOPHYS ha scoperto che il segnale regolato dalla luce influisce sullo splicing alternativo dei geni che trasformano l’RNA, che sono essi stessi necessari per lo splicing.

Questo studio ha aiutato a svelare strategie evolutivamente conservate e nuovi meccanismi collegati al modo in cui le piante regolano l’espressione genica mediante lo splicing alternativo.

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Keywords

Espressione genica, piante, cloroplasti, ASRNABIDOPHYS, segnalazione luminosa, splicing alternativo