I meccanismi alla base della regolazione del metabolismo vegetale
Le reti di geni e proteine che coordinano l’attività delle vie metaboliche durante lo sviluppo e la risposta allo stress delle piante sono stati svelati con l’aiuto del progetto SAMIT (Systems analysis of plant metabolism through the integration of heterogeneous data from genetics, informatics and metabolomics). I ricercatori hanno prima determinato gli strumenti analitici necessari per analisi non mirate complete dei metaboliti basate sulla spettrometria di massa. Inoltre sono state generate linee mutanti di pomodori che includevano una grande quantità di mutanti dominanti. Questa libreria di mutanti è stata utilizzata per l’identificazione di componenti chiave nella regolazione delle vie metaboliche nelle piante. La popolazione è stata sottoposta a screening per la ricerca di nuovi mutanti e geni associati agli interessi di ricerca del progetto. Lo screening visivo, esami ad alta processività e l’analisi non mirata dei metaboliti sono stati utilizzati per eseguire lo screening di vari metaboliti utilizzando cromatografia liquida-spettrometria di massa (LC-MS). Lo screening è stato eseguito usando anche un approccio genetico inverso (dalla sequenza al mutante) attraverso la presentazione dei trasposoni, le sequenze di DNA che possono cambiare posizione all’interno del genoma creando o invertendo così le mutazioni. I dati ottenuti dalle analisi di metaboloma e trascrittoma si sono rivelati i più utili per la scoperta dei geni durante il progetto. Si è scoperto per esempio che l’intera via di biosintesi dei componenti anti-nutrizionali nelle patate e altre specie di solanacee, inclusi i pomodori, era composta da dieci geni. SAMIT ha fornito nuove conoscenze sul controllo genetico delle vie metaboliche, argomento poco conosciuto. È riuscito a integrare genetica, espressione genetica, interazione tra proteine e dati metabolici per offrire informazioni più approfondite sulle reti di regolazione delle piante e sul controllo da loro esercitato sul metabolismo vegetale.
