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Il traffico di metalli nelle cellule delle piante

I sensori fluorescenti rappresentano gli strumenti più validi per monitorare le dinamiche dei metalli nelle cellule viventi. Un progetto finanziato dall'UE perseguiva principalmente lo scopo di sfruttare i sensori per monitorare le dinamiche in vivo di metalli di transizione nelle cellule delle piante.
Il traffico di metalli nelle cellule delle piante
I metalli di transizione (zinco (Zn), manganese (Mn) e ferro (Fe)) svolgono un ruolo importante nelle cellule viventi, nella funzione di accettatori di ossidoriduzione e di elementi necessari per la struttura e la funzione delle proteine. I sensori del trasferimento di energia per risonanza di fluorescenza (FRET) costituiscono gli strumenti più validi per studiare le dinamiche dei livelli di ioni metallici cellulari.

Il progetto SENSOMETAL ("Nanosensors to monitor metal dynamics in living plant cells") intendeva progettare sensori geneticamente codificati per monitorare le dinamiche dei metalli di transizione nelle cellule di piante viventi. È stata sviluppata una serie di sei sensori ad alta sensibilità allo Zn. Le loro affinità allo Zn spaziano da 2 picomole (pM) a 3 nanomole (nM) ed evidenziano un'elevata sensibilità e un elevato intervallo dinamico in FRET. Si tratta di caratteristiche che li rendono idonei al monitoraggio di Zn in vivo.

I sensori sono stati utilizzati nell'espressione transitoria e stabile in piante selvatiche e mutanti alterati nella traslocazione di Zn dalle radici alle parti aeree. Sono stati testati vari componenti (ad esempio glucosio, ossido d'azoto e perossido di idrogeno) in termini di capacità di incidere sulla libera concentrazione citosolica di Zn. Nel primo tentativo intrapreso per generare sensori con Mn e Fe, sono state clonate, espresse e purificate una dozzina di chimere ed è stata testata la specificità dei ligandi.

Un ulteriore sviluppo del progetto e l'introduzione di nuove modifiche ai sensori risultano importanti per l'indagine sui meccanismi di omeostasi dei metalli nelle piante viventi.

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