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PROGRAMMA DI RICERCA 2005

italiano - english
Unità di Ricerca
Programmi di ricerca simili:
Classificazione scientifico-disciplinare
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Bibliografia
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Parole Chiave
CANALI DEL POTASSIO (K+); GATING; FILTRO DI SELETTIVITA; SENSORE DEL VOLTAGGIO; CHLORELLA VIRUS; SYNECHOCYSTIS; EVOLUZIONE CLOROPLASTO; INFEZIONE VIRALE; FOTOSINTESI

Biofisica molecolare di canale del potassio di organismi primitivi e loro ruolo nella fisiologia della cellula.

Università degli Studi di Milano
Abstract
In questo progetto proponiamo lo studio di canali del potassio di due forme di vita primitive, il cianobatterio Synechocystis e il virus PBCV-1 (Phycodnaviridae), un virus molto antico che infetta l'alga verde unicellulare Chlorella. Le teorie evoluzionistiche più recenti identificano Synechocystis come il progenitore del cloroplasto delle cellule vegetali e i virus di Chlorella come gli elementi che hanno maggiormente contribuito alla comparsa del nucleo negli eucarioti primitivi.
Il progetto metterà in luce i punti di contatto fra fisiologia cellulare e biofisica molecolare dei canali del potassio. Quali siano le basi moleclari del gating e come il gating influenzi la funzione dei canali in processi fisiologici e patologici rilevanti quali la fotosintesi e l'infezione virale dell'ospite è il punto specificamente affrontato da questa ricerca.
L'estrema semplicità dei sistemi nativi in cui questi canali operano ci consentirà di estrapolare le funzioni dei canali del potassio al cloroplasto delle piante superiori e al processo d'infezione virale di organismi superiori di interesse più generale.

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Anna MORONI Università degli Studi di MILANO
Obiettivo del Programma di Ricerca
In questo progetto ci proponiamo di mettere in luce i punti di contatto fra la biofisica molecolare dei canali del potassio e la fisiologia delle cellule in cui essi operano. Più in dettaglio il nostro progetto analizzerà le basi molecolari del gating (il meccansimo di apertura/chiusura ) dei canali del potassio e come esso influenzi i processi fisiologici delle cellule che li esprimono, in particolare la fotosintesi di un cianobatterio e gli stadi iniziali dell'infezione virale di un alga unicellulare. I sistemi da noi scelti, estremamente semplici, costituiranno una fonte di informazione su aspetti evoluzionistici di struttura e funzione dei canali del potassio di organismi superiori.

Unit I (Moroni) lavorerà sul canale virale Kcv, il primo canale del K+ isolato dal genoma di un virus, PBCV-1 (Paramecium bursaria chlorella virus 1). PBCV-1 è il prototipo di una famiglia di virus molto antichi (Phycodnaviridae) che infettano le alghe verdi unicellulari di tipo Chlorella (Plugge et al, 2000). Due aspetti sono particolarmente a favore dell'uso del canale virale Kcv come sistema modello:
-Il primo aspetto è che Kcv è un canale del K+ in miniatura. E' costituito da 94 ammino acidi ed è formato solo dal modulo del poro. Il modulo del poro è presente in tutti i canali del K+ in quanto forma il pathway di permeazione degli ioni ed è la sede dei meccanismi di gating, il passaggio dallo stato chiuso allo stato aperto dei canali. I canali degli eucarioti, oltre >>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
L'elettricità è un elemento fondamentale in biologia. Ogni volta che soluti quali composti del fosfato, ammino acidi o ioni inorganici vengono trasportati attraverso la membrana, il movimento delle loro cariche genera una corrente elettrica che produce una differenza di potenziale a cavallo della membrana. La differenza di potenziale elettrico trasmembrana costituisce un intermedio nell'immagazzinamento dell'energia e nella sintesi dell'ATP in tutte le cellule viventi. Se da un lato i trasporti attivi e le pompe instaurano e mantengono i gradienti a cavallo della membrana, l'apertura dei canali ionici selettivi dissipa questi gradienti in trasporti passivi verso l'equilibrio elettrochimico e produce rapidi cambiamenti nel potenziale. I canali ionici sono gli elementi fondamentali nella membrana delle cellule eccitabili, neuroni e cellule muscolari. In queste cellule, i canali ionici generano segnali elettrici stereotipati, i potenziali d'azione, che determinano processi vitali quali la trasmissione nervosa e il battito cardiaco (Hille, 2001). I canali ionici (soprattutto K+, Na+, ma anche Ca++ e Cl-) rappresentano negli animali la fonte pù grande di potenziali nuovi target per i farmaci, essendo implicati nella patogenesi di un gran numero di malattie (canalopatie) (Ashcroft, 2000).
Nelle piante i canali ionici più rilevanti sono i canali del K+. Il trasporto del K+ è implicato in processi cellulari di base quali la regolazione del volume cellulare, la crescita per >>>