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    Svelare le funzioni molecolari delle proteine ​​delle goccioline lipidiche nelle foglie di Arabidopsis thaliana
    Un modello ipotetico di proteine ​​localizzate LD. MYOB localizzati in LD per il movimento LD ed enzimi localizzati in LD per la biosintesi degli acidi grassi contenenti furano. Credito:Frontiere nella scienza delle piante (2024). DOI:10.3389/fpls.2024.1331479

    I lipidi sono biomolecole essenziali per il corretto funzionamento della cellula vivente. Si trovano nelle membrane cellulari e sono anche componenti integrali delle vie di segnalazione cellulare. Le cellule vegetali possiedono strutture subcellulari o organelli chiamati goccioline lipidiche (LD) nelle foglie e nei semi, che immagazzinano i lipidi (grassi) in eccesso.



    Studi recenti hanno dimostrato che le LD localizzano anche proteine ​​vegetali uniche che svolgono funzioni molecolari essenziali. Ad esempio, le LD dei semi localizzano le proteine ​​vegetali chiamate oleosine, che aiutano i semi a resistere alle temperature gelide e a germinare correttamente.

    Con un numero crescente di prove che gli LD non sono solo organelli per lo stoccaggio del carbonio ma possono anche svolgere funzioni molecolari essenziali, un gruppo di ricercatori giapponesi ha cercato di comprendere il ruolo dei LD fogliari relativamente inesplorati.

    Il professore associato Takashi L. Shimada, un esperto di LD affiliato all'Università di Chiba, spiega la motivazione alla base della loro ricerca. "Abbiamo una conoscenza limitata delle funzioni delle LD fogliari:perché le foglie delle piante accumulano LD? Riteniamo che la risposta a questa domanda fondamentale contribuirebbe anche alla tecnologia di produzione dei lipidi."

    In un nuovo studio pubblicato su Frontiers in Plant Science , il Dr. Shimada e il suo gruppo di ricerca hanno dimostrato che le LD fogliari localizzavano proteine ​​leganti la miosina essenziali per i movimenti intracellulari e gli enzimi che catalizzano la biosintesi degli acidi grassi furanici, un tipo di produzione di grasso nelle cellule viventi, evidenziando le funzioni molecolari potenziali e precedentemente sconosciute delle LD.

    Questa ricerca è stata condotta dal dottor Shimada, associato alla Graduate School of Horticulture, al Plant Molecular Science Center e al Centro di ricerca per l'agricoltura spaziale e l'orticoltura presso l'Università di Chiba, in Giappone.

    Il suo gruppo di ricerca ha coinvolto anche il signor Yuto Omata della Facoltà di Orticoltura, Università di Chiba, che è il primo autore di questo studio, insieme al dottor Emi Mishiro-Sato, docente presso il World Premier International Research Center Initiative-Institute of Transformative Bio- Molecules, Università di Nagoya, e la Dott.ssa Ikuko Hara-Nishimura e la Dott.ssa Haruko Ueda della Facoltà di Scienze e Ingegneria dell'Università Konan in Giappone.

    I ricercatori hanno utilizzato un modello di pianta di Arabidopsis mutata per accumulare LD nelle foglie chiamato Arabidopsis thaliana mutante ad alto sterolo estere 1. Il dottor Shimada aggiunge:"Questo modello di pianta mutante di Arabidopsis serve anche come risorsa preziosa per studiare ulteriormente il proteoma LD delle foglie". /P>

    Inoltre, i ricercatori hanno isolato queste LD fogliari e hanno utilizzato la spettrometria di massa per identificare le proteine ​​associate. Hanno trovato 3.206 proteine ​​candidate. Si sono concentrati su 31 proteine ​​candidate per testare il comportamento associato nei LD fogliari. Hanno attaccato un marcatore fluorescente a queste proteine ​​per facilitare le osservazioni al microscopio.

    La microscopia a fluorescenza ha rivelato la presenza di MYOSIN BINDING PROTEIN14 (MYOB14) e di due proteine ​​non caratterizzate nelle LD foglia sotto indagine. Un ulteriore esame ha ristretto i membri della famiglia MYOB localizzati nei LD foglia:MYOB1, MYOB2, MYOB3 e MYOB5.

    I ricercatori hanno anche identificato le due proteine ​​non caratterizzate come somiglianti a enzimi per la biosintesi degli acidi grassi furanici, suggerendo un potenziale collegamento tra le LD fogliari e il tipo di produzione di acidi grassi.

    Nonostante i progressi compiuti in questo studio, il dottor Shimada avverte:"Dobbiamo identificare ulteriori proteine ​​LD fogliari per risolvere le funzioni molecolari e fisiologiche delle LD fogliari".

    Ciononostante, lo studio apre la strada alla ricerca futura sulle LD fogliari, una risorsa vegetale relativamente non sfruttata, che potrebbe rivoluzionare la produzione di lipidi e le industrie associate, tutto grazie agli sforzi del dottor Shimada e del suo team.

    Ulteriori informazioni: Yuto Omata et al, Le goccioline lipidiche nelle foglie di Arabidopsis thaliana contengono proteine ​​ed enzimi che legano la miosina associati alla biosintesi degli acidi grassi contenenti furano, Frontiers in Plant Science (2024). DOI:10.3389/fpls.2024.1331479

    Informazioni sul giornale: Frontiere nella scienza delle piante

    Fornito dall'Università di Chiba




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