Espressione dei geni GUS e UGT85A in Arabidopsis thaliana

Le β-glucuronidasi (GUS) sono enzimi che catalizzano l’idrolisi del legame glicosidico fra l’acido β-glucuronico e altre molecole e sono suddivise in due famiglie: glicosil-idrolasi 2 e glicosil-idrolasi 79. Le β-glucuronidasi della famiglia 2, alle quali appartiene il GUS di E. coli largamente usato come gene reporter nei vegetali, sono note in un grande range di organismi, ma sembrano essere assenti nelle piante, nelle quali l’attività GUS endogena sembra associata a β-glucuronidasi della famiglia 79 (Eparanasi) (1). In Arabidpopsis thaliana sono stati identificati e parzialmente caratterizzati tre diversi geni GUS (AtGUS1, AtGUS2 e AtGUS3), dei quali AtGUS1 e AtGUS2 mostrano elevata omologia. A parte funzioni specifiche (2),coinvolgimento delle β-glucuronidasi è stato proposto nel processo di accrescimento cellulare per distensione e, in particolare, nell’allungamento dei peli radicali (3). E’ stato, inoltre, ipotizzato che β-glucuronidasi, agendo in coordinazione con glucuronisiltrasferasi (UGT) del gruppo 85A, siano responsabili della regolazione del ciclo cellulare (4,5). Uno studio più recente tuttavia ha messo in parte in discussione quanto emerso in precedenza riportando che nelle radici di plantule di Arabidopsis thaliana non è presente attività β-glucuronidasica (6). In questo lavoro si è voluto approfondire lo studio dell’espressione dei geni GUS e UGT in Arabidopsis. Verifiche preliminari effettuate con PCR semiquantitativa hanno mostrato che, nonostante il gene AtGUS2 risulti espresso in modo più rilevante rispetto a AtGUS1 e AtGUS3, tutti e tre i geni AtGUS sono espressi, sia pure differenzialmente, in tutti gli organi della pianta. I geni AtUGT85A mostranoun pattern di espressione più differenziato rispetto ai geni AtGUS. AtUGT85A1, AtUGT85A2 e AtUGT85A4 risultano differenzialmente espressi nei vari organi della pianta, mentre AtUGT85A3 e UGT85A7 mostrano un’espressione organo specifica che coinvolge fiore e foglia Utilizzando la tecnica di ibridazione in situ con sonde multiple recentemente messa a punto su campioni vegetali (7), l’espressione dei geni GUS è stata studiata anche a livello tissutale. A livello radicale , il pattern di espressione dei tre geni analizzati appare chiaramente differenziato: AtGUS1 e AtGUS2 sono espressi nell’epidermide, nella zona corticale e nella cuffia, mentre l’espressione di AtGUS3 è limitata all’epidermide. Sono in corso le analisi relative agli altri organi della pianta e, in particolare, fiore e polline. Analogo approccio verrà esteso ai geni AtUGT85 al fine di verificarne l’overlapping o meno con i domini istologici di espressione dei geni GUS e definirne eventuali correlazioni.