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Come una foglia in fase di sviluppo organizza i suoi tessuti

Lo sviluppo fogliare si assicura che le cellule per la fotosintesi si trovino sul lato superiore e il tessuto per lo scambio gassoso sia in basso. Ricercatori europei hanno studiato in che modo questo avviene a livello molecolare.
Come una foglia in fase di sviluppo organizza i suoi tessuti
Una recente ricerca ha mostrato che dei gradienti di piccoli RNA mobili contribuiscono alla formazione dello schema di sviluppo. Il lato superiore (adassiale) e inferiore (abassiale) di una foglia sono dei domini nettamente divisi nella foglia e danno luogo a un bordo adassiale-abassiale stabile. Questo schema di espressione polare è controllato da due piccoli RNA e l’espressione definita in ciascun dominio suggerisce che i piccoli RNA potrebbero regolare l’espressione genica mediante una lettura dipendente dalla dose del gradiente del piccolo RNA.

Il progetto SRNAGRAD (Robust developmental patterns generated by opposing gradients of mobile small RNAs) ha studiato l’importanza di questi gradienti di piccolo RNA. Nello specifico, i ricercatori hanno osservato come si formano i gradienti di piccolo RNA e in che modo essi creano gli schemi di espressione genica bersaglio.

Usando delle linee transgeniche che esprimono microRNA (miRNA) artificiale che prendeva di mira lo specifico fattore trascrizionale ARF3 (miRARF) abassiale, il team del progetto ha determinato come la posizione e la direzione del gradiente influiva su dominio, livello e bordo dell’espressione genica bersaglio. Essi hanno anche visualizzato direttamente gli effetti evolutivi usando il sistema reporter GUS (β-glucuronidasi).

I risultati hanno mostrato che i gradienti degli miRNA mobili creano limiti acceso-spento per l’espressione genica bersaglio in varie posizioni della foglia. Inoltre, essi suggeriscono che i livelli del piccolo RNA influiscono sulla posizione del confine di espressione, in accordo con la teoria della lettura dipendente dalla dose.

In linee dove il gradiente è perturbato, il promotore adassiale specifico dell’epidermide (AS2) mostrava una mancanza di solidità dell’espressione e i parametri della foglia erano molto variabili rispetto al tipo selvatico. Inoltre, la definizione del bordo adassiale-abassiale era meno diritta e non nettamente definita. Nuovamente, questo ha mostrato che dei gradienti RNA appropriatamente formati sono essenziali per lo sviluppo corretto.

Ulteriori test hanno coinvolto piccolo RNA artificiale che prende di mira la proteina fluorescente verde (GFP), miRGFP, in confronto a piccolo RNA endogeno. Gli studi hanno mostrato che si formava un gradiente e che venivano creati limiti acceso-spento per l’espressione bersaglio a prescindere dalla direzione del gradiente. Inoltre, livelli aumentati di miR-GFP spostavano l’espressione GFP verso il lato abassiale, supportando la premessa che il controllo dell’espressione sia dipendente dalla dose.

I risultati della ricerca SRNAGRAD potrebbero avere un grande valore nel campo della ricerca sullo sviluppo delle piante. La conoscenza dell’apparato molecolare è il primo passo nei programmi di selettocoltura per una produzione più efficiente di colture agricole.

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Keywords

Sviluppo fogliare, bordo adassiale-abassiale, espressione genica, gradiente piccolo RNA, SRNAGRAD
Numero di registrazione: 198606 / Ultimo aggiornamento: 2017-05-26