Cromatina, cambiamento del paesaggio e formazione dei fiori
Il contesto della cromatina (o il pacchetto di DNA intorno alle proteine istoni) regola la lettura mediante materiale genetico e quindi è una fonte di controllo dell’espressione genetica. Studiando la regolazione della formazione del fiore, i ricercatori del progetto CHROMACT (Chromatin dynamics for gene activation in the developing flower), finanziato dall’UE, si sono concentrati su un attore in particolare: ULTRAPETALA1 (ULT1). Si pensa che l’attivatore di trascrizione ULT1 sia coinvolto in diverse fasi dell’attivazione di geni mediata dalla cromatina che controlla la formazione del fiore. In particolare controlla la posizione dei segni istonici quando gli istoni vengono modificati per guidare o sopprimere la trascrizione. Per avere una visione globale sulla funzione dell’ULT1 nello sviluppo dei fiori, i ricercatori di CHROMACT hanno fatto un’analisi quantitativa della frequenza dei segni istonici a livello di tutto il genoma. Per questo, hanno sviluppato un protocollo per generare letture di sequenza di alta qualità di regioni segnate, insieme a un canale di analisi per i set di dati prodotti. I risultati mostrano che l’ULT1 contrasta la funzione del gruppo Polycomb (PcG) a livello del genoma, per permettere la corretta formazione del fiore quando è necessario. Le proteine PcG inibiscono la fioritura, per esempio in inverno quando la fruttificazione non sarebbe possibile a causa della scarsità di acqua e luce solare. I ricercatori hanno anche studiato la modalità dell’ULT1 per quanto riguarda la cromatina e hanno scoperto una serie di geni target diretti legati lungo un profilo di segno istonico attivo. Inoltre, l’analisi della sequenza che lega il DNA di un fattore di trascrizione che interagisce con l’ULT1 ha fornito dati per ulteriori studi. Il proseguimento del lavoro in collaborazione con altri laboratori – Wellmer group, Dublino; Kaufmann group, Potsdam; Carles group, Grenoble – permetterà di studiare le dinamiche generali dei paesaggi della cromatina nell’Arabidopsis. Un primo gruppo di analisi ha rivelato che i cambiamenti quantitativi dei segni istonici sono correlati ai cambiamenti previsti dell’espressione dei geni legati alle prime fasi della formazione dei fiori. I risultati della ricerca sono stati presentati per la pubblicazione. Costituiscono una solida piattaforma di conoscenze per continuare la ricerca sulla funzione dei regolatori della trascrizione (vincoli, effetti sui segni istonici) in collegamento con le dinamiche della cromatina. L’ULT1 è presente in colture importanti dal punto di vista economico come i pomodori, il mais e il grano. Lo studio della funzione di questa proteina nei cambiamenti di geni potrebbe essere applicabile nel settore della coltivazione delle piante e della manipolazione delle colture per incrementare il raccolto.
Parole chiave
Cromatina, formazione del fiore, coltura, ULTRAPETALA1, istone, gruppo Polycomb