Controllo optogenetico dell'espressione genica nelle piante

La regolazione dell’espressione genica permette la sintesi di un mRNA in risposta ad una data condizione ambientale. Quando si modifica del materiale genetico, poter controllare l’espressione spazialmente, temporalmente e quantitativamente, permette un ampio range di applicazioni. Classicamente vengono utilizzati sistemi chimici, basati su piccole molecole, fattori di trascrizione oppure sistemi basati sulla luce (optogenetica) [1]. Nelle piante quest’ultimo strumento è limitato a causa della presenza di sistemi in grado di assorbire la luce e che comportano possibili interferenze con un uso dell’optogenetica. Il sistema PULSE presentato nell’articolo permette una regolazione basata sull’induzione condizionata da luce rossa e non presente nelle normali condizioni di crescita della pianta ovvero luce bianca e di buio. Il sistema presenta un promotore con elementi regolatori che vengono legati da un induttore, attivo solo se presente luce rossa, e un repressore, attivo solo se presente luce blu. Dopo la caratterizzazione delle molecole e delle proprietà funzionali del sistema, si è provveduto a testarlo in variate condizioni ed applicazioni differenti per validarne l’efficacia e l’ampia versatilità. Viene presentato anche un modello matematico in grado di descrivere quantitativamente il comportamento del sistema e predire quali parametri vanno definiti per ottenere determinati output e per ottimizzare l’efficienza.