Studio dei meccanismi molecolari della UPR mitocondriale in relazione agli stress abiotici in Arabidopsis thaliana

I mitocondri ricoprono un ruolo essenziale all’interno della cellula vegetale, non solo per la produzione di energia, ma anche nella percezione di stimoli interni ed esterni ad essa. Per svolgere tutte le loro funzioni al meglio, è necessario il mantenimento dell’omeostasi delle proteine mitocondriali (codificate in gran parte dal nucleo). Ciò è possibile grazie al mitochondrial Protein Quality Control (mtPQC) costituito da una rete di proteasi e chaperon che prevengono l’accumulo di proteine danneggiate all’interno del mitocondrio. Talvolta però, le proteine danneggiate possono accumularsi superando la capacità del mtPQC e innescare una risposta specifica, la mitochondrial Unfolded Protein Response (UPRmt). Quest’ultima è ancora poco studiata nei modelli vegetali, ma è chiaro che porti all’attivazione di geni nucleari con funzione di potenziamento del mtPQC e di protezione nei confronti del mitocondrio. In questo lavoro preliminare, sono stati individuati alcuni nuovi possibili geni marker di UPRmt in plantule di Arabidopsis thaliana. Successivamente questi marker sono stati utilizzati per comprendere meglio il ruolo della UPRmt nella risposta agli stress abiotici tramite l’utilizzo di linee knock-out. I dati prodotti indicano che la UPRmt ha un impatto nella risposta agli stress ambientali - quali calore, osmolarità e salinità - influenzando la tolleranza delle piante ad essi. Nello specifico le linee mutanti UPRmt costitutive mrpl1-3 e ftsh4 mostrano aumentata resistenza al sale, rispetto al wild-type, mentre tutte le linee mutanti del UPRmt analizzate si sono dimostrate sensibili al calore. In fine, si è osservato che l’alterazione del UPRmt è associata ad un’alterazione della signature del calcio indotta da condizioni di stress abiotico.