NUCLEOTIDI CICLICI NELLA RISPOSTA A STRESS BIOTICO IN PIANTA

Ad oggi sono noti numerosi processi fisiologici in cui sono coinvolti cGMP e cAMP, tuttavia i meccanismi con cui si attua la trasduzione del segnale cGMP- o cAMP-dipendente sono ancora poco conosciuti. In questo progetto si indagherà il ruolo di questi due nucleotidi ciclici nella via di signalling indotta da infezione con patogeno avirulento Pseudomonas syringae in piante di Arabidopsis thaliana. Il punto di partenza del progetto �? la produzione di piante geneticamente modificate che presentino livelli alterati di nucleotidi ciclici. In particolare si produrranno piante che sovra-esprimono la guanilato ciclasi o la fosfodiesterasi di mammifero, per alterare i livelli di cGMP. Si produrranno inoltre piante che esprimono una proteina chimerica, chiamata “cAMP-sponge” (cSA) che provoca la riduzione dei livelli di questo nucleotide ciclico. Le piante con alterati livelli di cNMPs saranno infettate con un patogeno avirulento o trattate con elicitori di risposta di difesa e se ne studierà la risposta fenotipica e le alterazioni dello stato redox. Si analizzeranno inoltre, le dinamiche di secondi messaggeri quali il Ca2+ e l'H2O2 nel citoplasma per valutare come l'azione dei diversi secondi messaggeri ne orchestri il comportamento. A tale scopo saranno utilizzate piante che esprimono sonde fluorescenti geneticamente codificate specifiche per il Ca2+ (Cameleon) o per l'H2O2 (HyPer). Per l'analisi delle dinamiche di Ca2+ e H2O2 in risposta all'attacco patogeno ed in presenza di diversi livelli di cNMP piante esprimenti la sonda Cameleon o la sonda HyPer saranno incrociate con le piante ingegnerizzate con diversi livelli di cNMP. Questa serie di esperimenti permetterà di capire come il cAMP e il cGMP possano determinare una variazione delle dinamiche di altri secondi messaggeri permettendo di capire le interrelazioni tra queste importanti molecole di signalling. Le piante con alterati livelli di cNMP e sottoposte a stress biotico verranno, inoltre, caratterizzate attraverso diversi approcci sperimentali. Si condurranno esperimenti al fine di identificare variazioni del metabolismo energetico, del proteoma e fosfoproteoma e del trascrittoma. I risultati ottenuti permetteranno di identificare geni e prodotti genici coinvolti nelle vie del signalling della risposta di difesa. La parte finale del progetto riguarderà l'integrazione dei dati ottenuti e l'analisi dettagliata e temporale degli eventi molecolari che si osservano in risposta all'attacco da patogeno, al fine di avere una visione di insieme del ruolo svolto dai cNMP nella regolazione degli altri secondi messaggeri e dei target molecolari a valle. Capire quali azioni biologiche siano specificamente attribuibili ai nucleotidi ciclici (cAMP e cGMP) e i meccanismi di trasduzione del segnale da questi regolati, rappresenta una sfida nello studio della trasduzione del segnale delle piante. I gruppi proponenti sono qualificati per la realizzazione del progetto, le cui attività proposte sono coerenti con le conoscenze scientifiche e le competenze metodologiche delle diverse UO.

Principal Investigators:

ALEX COSTA

Financing institution:

MINISTERO DELL'ISTRUZIONE E DEL MERITO

Type:

FIRB-FiR10 - FIRB bando Futuro in Ricerca 2010

Project leader:

UNIVERSITA' DEGLI STUDI DI MILANO

Year:

2012

Duration:

Status:

Closed