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INIZIO_TESTO_DA_INDICIZZARE

PROGRAMMA DI RICERCA 2006

italiano - english
Unità di Ricerca
Programmi di ricerca simili:
Classificazione scientifico-disciplinare
Classificazione brevettuale
  • CHEMISTRY; METALLURGY
    • BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
      • MICRO-ORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF (biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, containing micro-organisms, viruses, microbial fungi, enzymes, fermentates or substances produced by or extracted from micro-organisms or animal material A01N63/00; food compositions A21, A23; medicinal preparations A61K; chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings, absorbent pads or surgical articles A61L; fertilisers C05); PROPAGATING, PRESERVING OR MAINTAINING MICRO-ORGANISMS (preservation of living parts of humans or animals A01N1/02); MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA (micro-biological testing media C12Q)
Classificazione geografica
Bibliografia
• Alexeeva S, Hellingwerf KJ and Teixeira de Mattos MJ (2003) Requirement of ArcA for redox regulation in Escherichia coli under microaerobic but not anaerobic and aerobic conditions. J. Bacteriol. 185:204-209
• Baxter-Burrel A, Chang R, Springer P and Bailey-Serres J (2003) Gene and enhancer trap transposable elements reveal oxygen deprivation-regulated genes and their complex patterns of expression in Arabidopsis. Ann. Bot. 91:129-141
• Baxter-Burrel A, Yang Z, Springer P and Bailey-Serres J (2002) ROPGAP4 dependent Rop GTPase rheostat controls of Arabidopsis oxygen deprivation tolerance. Science 296:2026-2028
• Becerra M, Lombardia-Ferreira LJ, Hauser NC, Hoheisel JD, Tizon B and Cerdan ME (2002) The yeast transcriptome in aerobic and hypoxic conditions: effects of hap1, rox1, rox3 and srb10 deletions. Mol. Microbiol. 43:545-555
• Benner Sa, Ellington AD and Thauer A (1989) Modern metabolisms as a palimpsest of the RNA world. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86:7054-7058
• Blokhina O, Virolainen E and Fagerstedt KV (2003) Antioxidants, oxidative damage and oxygen deprivation stress: a review. Ann. Bot. 91:179-184
• Bourdineaud J-P, de Sampaïo G and Lauquin G J-M (2000) A Rox1-independent hypoxic pathway in yeast. Antagonistic action of the repressor Ord1 and activator Yap1 for hypoxic expression of the SRP1/TIR1 gene. Mol. Microbiol. 38:879-890
• Dolferus R, Klok EJ, Delessert C, Wilson S, Ismond KP, Good AG, Peacock WJ and Dennis ES (2003) Enhancing the anaerobic response. Ann. Bot. 91:111-117
• Dordas C, Rivoal J and Hill RD (2003) Plant haemoglobins, nitric oxide and hypoxic stress. Ann. Bot. 91:173-178
• Gong W, Hao B and Chan MK (2000) New mechanistic insights from structural studies of the oxygen-sensing domain of Bradyrhizobium japonicum FixL. Biochemistry 39:3955-3962
• Grenway H and Gibbs J (2003) Mechanisms of anoxia tolerance in plants. Growth, survival and anaerobic catabolism. Functional Plant Biol. 30:1-37
• Hoeren FU, Dolferus R, Wu Y, Peacock PJ and Dennis ES (1998) Evidence for a role for AtMYB2 in the induction of the Arabidopsis alcohol dehydrogenase gene (ADH1) by low oxygen. Genetics 149:479-490
• Hon T, Dodd A, Dirmeier R, Gorman N, Sinclair PR, Zhang L and Poyton RO (2003) A mechanism of oxygen sensing in yeast. J. Biol. Chem. 278:50771-50780
• Kiley PJ and Beinert H (2003) The role of the Fe-S proteins in sensing and regulation in bacteria. Curr. Opinion Microbiol. 66:181-185
• Klok EJ, Wilson IW, Wilson D, Chapman SC, Ewing RM, Somerville SC, Peacock WJ, Dolferus R and Dennis ES (2002) Expression profile analysis of the low-oxygen response in Arabidopsis root cultures. Plant Cell 14:2481-2492
• Kwast KE, Burke PV, Staahl B and Poyton RO (1999) Oxygen sensing in yeast: evidence for the involvement of the respiratory chain in regulating the transcription of a subset of hypoxic genes. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96:5446-5451
• Kwast KE, Lai L-C, Menda N, James III DT, Aref S and Burke PV (2002) Genomic analyses of anaerobically induced genes in Saccharomyces cerevisiae: functional roles of Rox1 and other factors in mediating the anoxic response. J. Bact. 184:250-265
• Lahiri S, Roy A, Baby SM, Hoshi T, Semenza GL and Prabhakar NR (2006) Oxygen sensing in the body. Prog. Biophys. Mol. Biol. 91:249-286
• Liu F, VanToai T, Moy LP, Bock G, Linford LD and Quackenbush J (2005) Global transcription profiling reveals comprehensive insights into hypoxic response in Arabidopsis. Plant Physiol. 137:1115-1129
• Loreti E, Poggi A, Novi G, Alpi A and Perata P (2005) A genome-wide analysis of the effects of sucrose on gene expression in Arabidopsis seedlings under anoxia. Plant Physiol. 137:1130-1138
• Poyton RO (1999) Models for oxygen sensing in yeast: implications for oxygen-regulated gene expression in higher eukaryotes. Resp. Physiol. 115:119-133
• Rizhsky L, Davletova S, Liang H and Mittler R (2004) The zinc finger protein Zat12 is required for cytosolic ascorbate peroxidase 1 expression during oxidative stress in Arabidopsis. J. Biol. Chem. 279:11736-11743
• Roth JR, Lawrence JB and Bobik TA (1996) Cobalamin (coenzyme B12): synthesis and biological significance. Annu. Rev. Microbiol. 50:137-181
• Semenza GL (2003) Targeting HIF-1 for cancer therapy. Nat. Rev. Cancer 3:721-732
• Sinha S, Maity NS, Lu J and de Crombrugghe B (1995) Recombinant rat CFB-C, the third subunit of CBF/NFY, allows formation of a protein-DNA complex with CBF-A and CBF-B and with yeast HAP2 and HAP3. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 92:1624-1628
• Subbaiah CC and Sachs MM (2003) Molecular and cellular adaptations of maize to flooding stress. Ann. Bot. 91:119-127
• Vasconcelles MJ, Jiang Y, McDaid K, Gilooly L, Wretzel S, Porter DL, Martin CE and Goldberg MA (2001) Identification and characterization of a low oxygen response elements involved in the hypoxic induction of a family of Saccharomyces cerevisiae genes. J. Biol. Chem. 276:14374-14384
• Wilkinson S (1999) pH as a stress signal. Plant Growth Reg. 29:87-99
• Williams SE, Wootton P, Mason HS, Bould j, Iles DE, Riccardi D, Peers C and Kemp PJ (2004) Hemoxygenase-2 is an oxygen sensor for a calcium-sensitive potassium channel. Science 306:2093-2097
Parole Chiave
REGOLAZIONE DELLA TRASCRIZIONE, IPOSSIA, TRASDUZIONE DEL SEGNALE, METABOLISMO FERMENTATIVO, ESPRESSIONE ETEROLOGA, ANALISI DEL TRASCRITTOMA

Organismi differenti, identiche condizioni: elementi comuni nella risposta all'anossia in piante e lieviti

Università degli Studi di Roma "La Sapienza"
Abstract
Variazioni della disponibilità d’ossigeno sono cambiamenti ambientali che possono accadere occasionalmente o sistematicamente durante la vita degli organismi aerobici, dai batteri ai mammiferi. Ogni organismo ha sviluppato sistemi di percezione dell’ossigeno e di risposta alle condizioni ipossiche o anossiche. Gli organismi che respirano reagiscono alla mancanza d’ossigeno indirizzando il proprio metabolismo verso la fermentazione, in modo da mantenere l’equilibrio redox e garantire energia sufficiente per le reazioni vitali. Lo scopo di questo progetto congiunto è di studiare la risposta all’ipossia in lievito ed in pianta. A questo proposito, l’espressione dei geni strutturali della fermentazione e d’altri geni che rispondono all’ipossia/anossia sarà studiata in ceppi difettivi nella regolazione ipossica con diversi approcci. Verrà anche effettuato lo scambio reciproco di geni regolatori tra lievito e pianta e sarà analizzato il loro effetto sull’induzione dei geni fermentativi bersaglio per valutare la conservazione evolutiva delle funzioni regolative e delle vie di segnalazione.
Gli organismi studiati saranno Arabidopsis thaliana e Kluyveromyces lactis. A. thaliana è un organismo modello per tutti gli studi in pianta e sono disponibili molti strumenti adatti a questo progetto. La conoscenza a riguardo della risposta generale all’ipossia di quest’organismo è piuttosto avanzata, mentre poco si sa sulla percezione dell’ossigeno, sulla via della segnalazione e sui >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Michele Maria Bianchi Università degli Studi di ROMA "La Sapienza"
Obiettivo del Programma di Ricerca
Le fluttuazioni della disponibilità d’ossigeno sono perturbazioni ambientali che possono accadere sistematicamente od occasionalmente durante il ciclo vitale di tutti gli organismi aerobici, dai batteri ai mammiferi. Ogni organismo ha sviluppato meccanismi di percezione dell’ossigeno e di risposta della cellula o dell’intero organismo alle condizioni anossiche o ipossiche. Nelle cascate sensore-trasduzione-risposta si trovano sia meccanismi generali, sia meccanismi specifici dell’organismo. Nella percezione e segnalazione dell’ossigeno, si possono trovare sia delle differenze in organismi molto vicini evolutivamente, come nel lievito fermentativo Saccharomyces cerevisiae ed nel lievito utilizzatore di lattosio Kluyveromyces lactis, che delle somiglianze tra batteri, lieviti, piante e mammiferi, come il coinvolgimento dell’eme o di emo-proteine, l’omeostasi del calcio e delle specie reattive dell’ossigeno (ROS). Un aspetto comune ed ovvio della mancanza d’ossigeno è la riduzione dell’energia disponibile e lo spostamento verso il metabolismo fermentativo.
L’obiettivo di questo progetto di ricerca è quello di iniziare una caratterizzazione funzionale della regolazione ipossica nel lievito K. lactis e di approfondire lo studio di geni di Arabidopsis thaliana, che sono stati classificati dai partecipanti al progetto, in uno studio precedente, come buoni candidati per la segnalazione dell’ossigeno. Un altro obiettivo importante e motivazione di questo progetto congiunto >>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
L’ossigeno è un substrato universale per gli organismi aerobici come accettore finale di elettroni nella respirazione e come reagente per alcune reazioni biosintetiche. Gli organismi respiratori reagiscono alla mancanza dell’ossigeno spostando il loro metabolismo verso la fermentazione, in modo da mantenere l’equilibrio redox della cellula e garantire energia sufficiente per le reazioni vitali. Gli organismi multicellulari, come i metazoi, hanno risposte aggiuntive destinate al rifornimento di ossigeno agli organi e ai tessuti. Sebbene gli organismi abbiano una risposta fisiologica comune all’ipossia, essi hanno anche sviluppato nell’evoluzione diversi meccanismi di percezione dell’ossigeno e di trasduzione del segnale verso la regolazione dell’espressione genica. Nonostante le diversificazioni, sono tuttora evidenti alcuni tratti conservati nella via di segnalazione.
La percezione dell’ossigeno da parte della cellula può essere sia diretta che indiretta. I batteri hanno entrambi i sistemi. In Escherichia coli il regolatore trascrizionale FNR contiene un cluster di ferro che viene ridotto direttamente quando viene a mancare l’ossigeno e permette l’associazione di FNR in dimeri funzionali (Kiley e Beinert 2003). Il sistema a due componenti ArcAB agisce indirettamente: l’elemento ArcB legato alla membrana è autofosforilato quando il flusso di elettroni attraverso la catena respiratoria è ridotto a causa dell’ipossia. ArcB fosforilato attiva per fosforilazione il >>>