Nuovi dettagli tridimensionali dell’ultrastruttura mitocondriale delle piante
Uno studio coordinato dal Dr. Gianpiero Vigani del Dipartimento di Scienze Agrarie ed Ambientali della
Statale di Milano mostra i dettagli tridimensionali dell’ultrastruttura mitocondriale nelle piante, in un
lavoro pubblicato su PLOS ONE.
I mitocondri, organelli essenziali sia alla cellula animale che vegetale, sono responsabili
dell’approvvigionamento energetico della cellula. Tuttavia i mitocondri delle piante hanno sviluppato
specifici meccanismi biochimici che consentono loro una notevole flessibilità metabolica in risposta agli
stress biotici ed abiotici. In particolare, è stato ipotizzato che i mitocondri possano essere coinvolti nella
percezione e nella trasduzione del segnale della carenza del ferro, un micronutriente essenziale per le
piante. Approfondire la caratterizzazione funzionale di tali organelli cellulari potrebbe rivelare
importanti risultati nel campo della fisiologia vegetale utili per i piani di miglioramento genetico delle
piante. Tra gli aspetti che determinano la funzionalità mitocondriale, la caratterizzazione della sua
ultrastruttura risulta essere ancora poco studiato.
Lo studio condotto in collaborazione con Graziano Zocchi, Franco Faoro, Dario Maffi, Mauro Maver
(Dipartimento di Scienze Agrarie ed Ambientali), Francesca Cantele (Dipartimento di Chimica), Irene
Murgia (Dipartimento di Bioscienze) dell’Università degli Studi di Milano, e con Anna Maria Ferretti e
Marcello Marelli, (Istituto di Scienze e Tecnologie Molecolari, CNR) identifica e caratterizza
l’ultrastruttura mitocondriale a livello tridimensionale mediante tomografia elettronica ed i
cambiamenti indotti in piante ferro-carenti.
La caratterizzazione ultrastrutturale è stata condotta tramite tomografia elettronica. Tale tecnica è stata
utilizzata prevalentemente in campo animale ed umano, mentre pochi studi sono stati condotti sulle
piante. Questo lavoro rappresenta il primo studio di caratterizzazione tridimensionale dell’ultrastruttura
mitocondriale condotto sulle piante tramite tomografia.
I mitocondri mostrano una struttura differente rispetto a quella riportata sui libri testo di biochimica.
Infatti, le creste mitocondriali appaiono come vescicole che si fondono alla membrana interna
mitocondriale tramite delle specifiche giunzioni definite cristae junctions. Inoltre lo studio dimostra
come una carenza di ferro determini notevoli alterazioni dell’ultrastruttura riducendo sia il numero
delle creste che il loro volume; tale cambiamento riflette un particolare status metabolico dell’
organello e della cellula stessa. Gli autori infatti dimostrano come una bassa disponibilità di Fe nella
cellula rallenti la respirazione mitocondriale. In queste condizioni i mitocondri adeguano la propria
ultrastruttura, per sostenere la loro funzionalità e quindi provvedere per quanto possibile al
sostentamento energetico della cellula.
Vigani G, Faoro F, Ferretti AM, Cantele F, Maffi D, Marelli M, Maver M, Murgia I, Zocchi G. (2015) Threedimensional reconstruction, by TEM tomography, of the ultrastructural modifications occurring in
Cucumis sativus L. mitochondria under Fe deficiency. PLOS ONE 10(6): e0129141.
doi:10.1371/journal.pone.0129141
http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0129141
Per approfondimenti:
Gianpiero Vigani Università degli Studi di Milano DiSAA, Dipartimento di Scienze Agrarie ed AmbientaliProduzioni, Territorio, Agroenergia Tel +39 0250316522 [email protected]
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