CARATTERIZZAZIONE FISIOLOGICA DI UN CANALE AL POTASSIO IN
PIANTE TRANSGENICHE DI Arabidopsis E TABACCO
Alex Costa, Elide Formentin, Mario Terzi e Fiorella Lo Schiavo
Dipartimento di Biologia dell’Università di Padova
Nel nostro laboratorio stiamo studiando due canali Shaker di potassio inward rectifier (KDC1 e
DKT1) isolati in Daucus carota. Questo studio viene svolto in collaborazione con il laboratorio del
Professor Franco Gambale il quale conduce analisi elettrofisiologiche in sistemi eterologhi mentre
noi siamo interessati in particolar modo al loro ruolo fisiologico. In Arabidopsis si conoscono
differenti canali Shaker di potassio e si hanno mutanti knock-out per ognuno di essi. Tuttavia in
carota è possibile seguire l’espressione di questi canali durante lo sviluppo embrionale ed è questo
ciò che abbiamo fatto, dimostrando che KDC1 è presente in tutto lo sviluppo embrionale, dallo
stadio globulare a quello di torpedo con uno specifico pattern di espressione (Costa et al., 2004)
mentre DKT1 compare nei cotiledoni ma non nelle precedenti fasi embrionali (Formentin et al.,
2004).
Abbiamo anche dimostrato che questi due canali sono capaci di formare strutture eteromultimeriche
in un sistema eterologo quale l’oocita di Xenopus (Formentin et al., 2004). Dato tuttavia che
abbiamo solo frammentarie notizie sulla funzione in planta di KDC1, abbiamo trasformato piante di
Arabidopsis e di tabacco per poter condurre esperimenti elettrofisiologici su cellule di mesofillo che
non presentano correnti inward di K+. Accanto a questi esperimenti che dovrebbero chiarire la reale
funzionalità del canale, stiamo anche eseguendo esperimenti di localizzazione subcellulare della
proteina chimerica KDC1::GFP in protoplasti di mesofillo di tabacco.
Partendo dall’osservazione del gruppo del prof. Gambale che ha notato una scarsa sensibilità di
KDC1 allo specifico blocco da parte di metalli pesanti quali Zn e Pb (Picco et al 2004), abbiamo
usato le piante di Arabidopsis trasformate con KDC1 per verificare la germinazione e crescita di
piante wt e omozigoti di KDC1 in presenza di diverse concentrazioni di Zn e Pb. Le piante
trasformate, cresciute in coltura idroponica, mostrano un maggior accumulo di Zn nelle foglie e
sono attualmente in corso esperimenti con Pb.
References:
-Costa A., Carpaneto A., Varotto S., Formentin E., Marin O., Barizza E., Terzi M., Gambale F., Lo Schiavo F. (2004)
Potassium and carrot embryogenesis: Are K+ channels necessary for Development ? Plant Mol. Biol. vol.54, pp.837852
-Formentin E., Varotto S., Costa A., Downey P., Bregante M., Naso A., Picco C., Gambale F., Lo Schiavo F. (2004)
DKT1, a novel K+ channel from carrot, forms functional heteromeric channels with KDC1 FEBS Lett. vol. 573, pp. 6167
-Picco C., Bregante M., Naso A., Gavazzo P., Costa A., Formentin E., Downey P., Lo Schiavo, F., Gambale F. (2004).
Histidines are responsible for Zinc potentiation of the current in KDC1 carrot channels. Biophysical Journal. vol. 86,
pp. 224-234
