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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
      • MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES OR MICRO-ORGANISMS (immunoassay G01N33/53); COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
      • 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
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Parole Chiave
MERISTEMI, LIBRERIA GENOMICA, EPIFILLIA, HELIANTHUS, ZEA MAYS, TOTIPOTENZA, ORMONI, EMBRIOGENESI, CDNA-AFLP

Basi molecolari ed ormonali implicate nella riprogrammazione del destino cellulare in fenomeni di totipotenza delle piante superiori

Università di Pisa
Abstract
Lo sviluppo post-embrionale delle piante prevede una continua crescita di nuovi organi grazie al mantenimento di una riserva di cellule pluripotenti (i meristemi); rimarchevole è inoltre la capacità delle cellule differenziate di modificare, sotto appropriati stimoli, lo stato di determinazione. Quest’ultimo processo può preludere all’acquisizione delle potenzialità delle cellule meristematiche o addirittura, dello zigote (totipotenza). Il quadro complessivo dei meccanismi molecolari, cellulari e biochimici che sono alla base dell’omeostasi delle cellule pluripotenti e del cambiamento del destino cellulare è ancora incompleto. Ad oggi, i principali risultati sono stati ottenuti in Arabidopsis thaliana ma per allargare le conoscenze è necessario aumentare i sistemi vegetali presi in considerazione. Sulla base di queste premesse, il programma si propone di studiare i principali fattori genetici, molecolari ed ormonali alla base del cambiamento del destino cellulare in genotipi caratterizzati da un particolare modello di sviluppo. Il primo materiale da analizzare è il variante somaclonale EMB-2 dell'ibrido interspecifico Helianthus annuus x H. tuberosus che presenta la peculiarità di sviluppare spontaneamente embrioni somatici e/o germogli avventizi sulla superficie adassiale delle foglie in corrispondenza delle nervature (epifillia). Il secondo è rappresentato da mutanti letali di mais, denominati “embryo specific” (emb). Questi mutanti sebbene non formino l’asse >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Mauro Durante Università degli Studi di PISA
Obiettivo del Programma di Ricerca
Le piante superiori manifestano una grande plasticità a livello morfologico e le cellule differenziate provviste di nucleo sono potenzialmente in grado di riacquisire la piena potenzialità morfogenetica dello zigote (totipotenza). La natura dei fattori che a livello cellulare e molecolare presiedono alla regolazione della totipotenza è ancora oggi in larga parte sconosciuta ed è oggetto di basilari ricerche nella biologia dello sviluppo delle piante e degli animali (Vogel, 2005; Saló, 2006). Al fine di agevolare la comprensione di questi aspetti potrebbe essere molto utile da un lato, utilizzare genotipi che per loro stessa natura manifestano in modo reiterato eventi di morfogenesi avventizia in domini istologici facilmente caratterizzabili e dall’altro, avere tecniche idonee ad isolare con precisione le cellule più direttamente coinvolte nei fenomeni di totipotenza (Kerk et al., 2003; Day et al., 2005).
Nelle piante una serie di evidenze sperimentali suggeriscono che ai fini della determinazione del destino cellulare sono essenziali i fattori posizionali piuttosto che quelli legati alla linea di discendenza. I segnali ambientali e quelli endogeni che localmente elicitano una determinata cellula, sono dunque fondamentali per determinarne il tipo ed il grado di differenziazione. Purtroppo si conosce ancora poco sui meccanismi molecolari di percezione posizionale e sulla natura e la gerarchia dei fattori direttamente implicati nella decisione del destino cellulare e nel >>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
Una prerogativa fondamentale dello sviluppo delle piante è l’accrescimento illimitato, determinato dall’attività mitotica di specifiche regioni cellulari quali i meristemi, destinati a proliferare per l’intero arco della vita e da cui si originano gli organi secondo uno schema di sviluppo regolare e reiterato (Sussex e Klerk, 2001). Durante la crescita delle piante le cellule dei meristemi vengono reclutate a formare delle strutture chiamate primordi. Successivamente, i primordi si differenzieranno nei tessuti ed infine, i tessuti formeranno gli organi. In una visione classica, il differenziamento cellulare può essere visto come una serie di eventi molecolari indotti da stimoli interni endogeni e da segnali di posizione. Un cambiamento nel destino cellulare è correlato ad alterazioni dell’attività del genoma e alla comparsa di proteine di tipo regolativo che, a loro volta, determineranno alterazioni dell’espressione di geni bersaglio e, conseguentemente, del proteoma della cellula. Infine proteine di tipo strutturale faranno acquisire alla cellula uno specifico fenotipo.
Alla base del meccanismo di omeostasi, che assicura il giusto bilanciamento tra cellule meristematiche in via di differenziazione e cellule che devono rimanere pluripotenti, esiste l'interazione molecolare dei prodotti del gene WUSCHEL (WUS) e di quelli dei geni CLAVATA (CLV) (Clark et al., 1993; 1995; Laux et al., 1996; Mayer et al., 1998). Il dominio cellulare di espressione di WUS, che >>>