Dinamica e morfologia degli organelli nello stress osmotico in Arabidopsis thaliana.

Mitocondri, perossisomi e plastidi sono soggetti a fenomeni di aggregazione e interazione. Un ruolo determinante nella manifestazione di tali fenomeni è giocato dalle protrusioni organellari, strette strutture tubulari, circondate dalle membrane che avvolgono l'organello da cui derivano ed emanate dal “corpo principale” dello stesso. Tali protrusioni, denominate “matrixuli”, “peroxuli” e “stromuli” sulla base dell'organello d'origine, non solo consentono il transito di proteine e piccole molecole, ma permettono anche ai rispettivi organelli, nell'ambito di varie condizioni fisiologiche, di localizzarsi in stretta prossimità di altri organelli e compartimenti cellulari. Numerosi studi hanno evidenziato come la proliferazione di tali protrusioni organellari, associata a una maggior interazione tra gli organelli e a un'aggregazione degli stessi, sia particolarmente intensa in relazione a differenti condizioni di stress biotico o abiotico. Modelli teorici hanno ipotizzato come l'interazione e l'aggregazione tra organelli mediata da protrusioni possano coinvolgere proteine dei pathways di fissione degli organelli stessi. Mitocondri, perossisomi e plastidi, infatti, sono caratterizzati da determinati pathways di divisione, nell'ambito dei quali agiscono specifiche proteine. Alcuni di questi fattori proteici vengono condivisi tra i rispettivi macchinari molecolari di fissione. In particolar modo, FISSION1A (FIS1A), una tipica tail-anchored protein, coinvolta negli eventi di fissione mitocondriale e perossisomale, è stata anche identificata a livello del proteoma del cloroplasto. Oltre a esser presente a livello della membrana perossisomale e a livello della membrana esterna di cloroplasti e mitocondri, FIS1A è stata anche localizzata a livello delle protrusioni (Ruberti et al., 2014). Di conseguenza, la proteina FISSION1A sembra esser un buon candidato per intervenire negli eventi d'interazione e aggregazione tra organelli mediati da protrusioni. Il lavoro di tesi ha consistito nel valutare, in piante di Arabidopsis thaliana, l'impatto della mutazione loss of function a livello del gene FIS1A sotto molteplici aspetti. In primo luogo, le dinamiche d'interazione e proliferazione di mitocondri e plastidi, in condizioni di stress salino, sono state analizzate mediante l'ausilio della microscopia confocale. In parallelo, è stato valutato l'impatto della stessa mutazione sullo sviluppo della pianta, in condizione di stress idrico e salino. Infine, mediante qRT-PCR, sono stati valutati i profili di espressione di geni correlati allo stress salino e di geni legati ai pathways di fissione mitocondriale/plastidiale nell'ambito del background loss of function per lo stesso gene.