Le piante producono ed accumulano una grande varietà di composti secondari, i quali, pur non essendo necessari di per sè per completare il ciclo vitale, svolgono spesso ruoli ausiliari come l¿attrazione di insetti benefici o la difesa contro insetti dannosi o microorganismi patogeni. I glucosinolati (GLS), famiglia di metaboliti secondari presente soprattutto nelle brassicacee, sono glucosidi derivati da aminoacidi (Halkier e Gershenzon, 2003). Ricchi in zolfo, sono clasificati in base all¿aminoacido di partenza (alifatici se derivano da metionina, aromatici se da Phe o Tyr e indolici se da Trp). I GLS alifatici sono sintetizzati principalmente nelle foglie ma si accumulano anche a livello dei meristemi e dei fiori, dove svolgono un ruolo di difesa contro erbivori (Beekwilder et al., 2008).
Il numero di potenziali trasportatori identificati nel genoma di Arabidopsis rasenta le due migliaia (Schwacke et al., 2003) e chiaramente servono strumenti ben più afficaci che il semplice paragone di sequenze per attribuire loro una funzione o identificare un substrato. Recentemente abbiamo sviluppato un sistema di analisi della correlazione della trascrizione tra coppie di geni utilizzando i dati di microarray già disponibili (Menges et al., 2007). Applicando tale analisi ai geni del metabolismo dei GLS, abbiamo identificato numerosi geni co-regolati che codificano per trasportatori. L¿ipotesi più probabile è che tali proteine utilizzino come substrati precursori o prodotti del metabolismo dei GLS.
Scopo della ricerca proposta è l¿identificazione di trasportatori implicati nel trasporto intracellulare o floematico dei GLS.
Intendiamo isolare individui Knock Out (KO) per alcuni di questi trasportatori e analizzarli in paragone al genotipo selvatico per quanto riguarda 1) l¿accumulo di GLS alifatici a livello delle foglie e a livello dello scapo fiorale. 2) la regolazione dei geni coinvolti nella biosintesi dei GLS alifatici. Siccome la riduzione nel contenuto di GLS alifatici influisce sulla sensibilità ad erbivori (es. Mamestra brassicae, vedi Beekwilder et al., 2008) nel caso ci fosse una diversa distribuzione di GLS rispetto al selvatico faremo esperimenti in tal senso.
Referenze
Beekwilder et al., (2008) The impact of the absence of aliphatic glucosinolates on insect herbivory in Arabidopsis. PLoS ONE. 3:e2068. http://www.plosone.org/article/info:doi/10.1371/journal.pone.0002068
Halkier BA, Gershenzon J. (2006) Biology and biochemistry of glucosinolates.
Annu Rev Plant Biol. 57:303-33.
Menges et al., (2007) Genomic organization and evolutionary conservation of plant D-type cyclins. Plant Physiol. 145:1558-76.
Schwacke et al., (2003) ARAMEMNON, a novel database for Arabidopsis integral membrane proteins. Plant Physiol. 131:16-26