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Regolazione dei tratti delle piante attraverso l’epigenetica

Le modificazioni epigenetiche consentono l’interpretazione del DNA in modi diversi, senza cambiare la sequenza del DNA stesso. Gli scienziati europei hanno studiato il modo in cui la regolazione genica epigenetica influenza l’espressione dei geni coinvolti nel passaggio da stadio vegetativo a riproduttivo.
Regolazione dei tratti delle piante attraverso l’epigenetica
La regolazione genica epigenetica conferisce stabilità al pattern di espressione genica attraverso la divisione delle cellule, consentendo dei cambiamenti nell’espressione in risposta a stimoli ambientali o di sviluppo. Sebbene i cambiamenti nella regolazione genica epigenetica rappresentino una tra le principali ragioni della variazione nei tratti, non sono ancora state sviluppate strategie razionali per l’utilizzo di queste informazioni ai fini della selezione vegetale.

L’iniziativa EpiTRAITS (Epigenetic regulation of economically important plant traits), finanziata dall’UE, ha studiato lo stadio di fioritura, cioè uno dei tratti chiave controllato da meccanismi epigenetici. Grazie alla formazione di giovani ricercatori, il progetto ha colmato il divario tra ricerca fondamentale e applicata per la traduzione dei risultati della ricerca epigenetica nella pianta modello Arabidopsis thaliana, al fine di migliorare le tecnologie di selezione delle colture e gli strumenti di diagnostica molecolare.

Per migliorare le loro prospettive di carriera, i giovani ricercatori hanno appreso un’ampia gamma di competenze e conoscenze, e sono stati presentati a un’estesa rete professionale all’interno dell’Europa. Hanno partecipato anche a corsi, seminari e tirocini presso i gruppi partner presenti all’interno della rete. Ciò ha permesso loro di guadagnare appieno dalle competenze multidisciplinari che hanno caratterizzato il progetto EpiTRAITS e di migliorare la propria competenza e produzione scientifica.

I dati scientifici prodotti dal progetto EpiTRAITS hanno fornito una migliore comprensione della regolazione genica a livello di organizzazione nucleare, cromatina e DNA. È stato usato un approccio multidisciplinare, il quale ha compreso materie di studio quali biologia molecolare e cellulare, genetica, biochimica, bioinformatica e modellizzazione matematica.

I risultati hanno evidenziano che i profili epigenomici sono stati generati e utilizzati per prevedere nuove sequenze regolatrici nel mais (Zea mays). In aggiunta, i modelli di espressione genica, integrati all’interno di modelli multicellulari, hanno dimostrato che i geni rilevanti sono state espressi nelle zone corrette, inoltre sono stati necessari soltanto due stimoli posizionali per ottenere questo risultato.

Il progetto EpiTRAITS ha diffuso i risultati e le conoscenze attraverso diverse attività di sensibilizzazione, tra cui quattro video, scritti e diretti dagli addetti alla ricerca. Il video “When do I flower?” è disponibile su YouTube in inglese, neerlandese, francese, tedesco, polacco e spagnolo. Una migliore comprensione della regolazione genica epigenetica nelle piante sarà d’aiuto per la selezione delle colture e quindi per la sicurezza alimentare.

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Argomenti

Life Sciences

Keywords

Epigenetica, epigenomica, regolazione genica, fioritura, selezione delle colture, EpiTRAITS, Arabidopsis thaliana, Zea mays