Mutagenesi per ricombinazione omologa di una ferredossina di Physcomitrium patens

Le ferredossine sono proteine ferro-zolfo fondamentali nei processi di trasferimento elettronico e che svolgono un ruolo determinante nel metabolismo energetico degli organismi fotosintetici. Esse partecipano a numerose vie metaboliche, tra cui la fotosintesi, il metabolismo dell’azoto, dello zolfo e in diverse reazioni redox, rendendone lo studio essenziale per comprendere i processi di regolazione cellulare e adattamento ambientale. In questo contesto, Physcomitrium patens rappresenta un sistema modello particolarmente vantaggioso per gli studi di fisiologia vegetale grazie alla combinazione di caratteristiche biologiche e molecolari che lo rendono facilmente manipolabile sperimentalmente. La sua posizione filogenetica permette di studiare processi conservati durante l’evoluzione delle piante terrestri e la semplicità del suo ciclo vitale lo rende molto efficiente per gli studi sperimentali. L’aspetto maggiormente rilevante è la sua elevata capacità di ricombinazione omologa, una tecnica di ingegneria genetica che consiste nella sostituzione precisa di geni specifici attraverso l’integrazione sito-specifica di un costrutto nel genoma, sfruttando regioni di omologia tra il DNA introdotto e la sequenza target, in questo modo si può inattivare un gene di interesse, rendendo possibile lo studio della sua funzione attraverso l’analisi del fenotipo risultante. Per meglio comprendere il ruolo di FDX7, è stata condotta un’analisi in silico dei livelli di espressione del gene di interesse utilizzando il database MAdLandExpression, attraverso il quale è stata rilevata una spiccata espressione durante la germinazione che ne suggerisce un possibile coinvolgimento nei processi metabolici associati alla crescita ed inoltre si è osservato che non è strettamente regolata dalla luce, ma da condizioni ambientali ed ormoni. Parallelamente è stata elaborata una strategia di clonaggio finalizzata alla creazione di un plasmide contenente sequenze omologhe fiancheggianti il gene Pp6c18_590, codificante una ferredossina, con l’obiettivo di promuoverne la sostituzione genomica in P. patens. Tale approccio avrebbe permesso di ottenere un mutante per lo studio della funzione biologica della ferredossina e del suo possibile ruolo nei processi metabolici ed energetici in P. patens. Il progetto pone quindi le basi sperimentali per il futuro completamento del knockout del gene Pp6c18_590 e per lo studio funzionale delle ferredossine in questo modello vegetale.