The contribution of chloroplasts and endoplasmic reticulum to the plant calcium signalling network

Il calcio è un messaggero intracellulare di importanza fondamentale coinvolto in un’ampia varietà di vie di segnalazione in tutti gli eucarioti. E’ stato dimostrato che negli organismi vegetali il Ca2+ partecipa alla trasduzione di molteplici segnali ambientali sia di natura abiotica che biotica. Un complesso apparato di omeostasi e signalling del Ca2+ permette una regolazione accurata della concentrazione intracellulare dello ione e delle sue variazioni durante la trasduzione di segnali. La segnalazione mediata da Ca2+ negli organelli vegetali è un campo d’indagine in rapida espansione che ha recentemente tratto vantaggio dalla disponibilità di nuovi indicatori utili al monitoraggio delle dinamiche di Ca2+ intracellulari. In questo lavoro sono stati messe a punto delle sonde basate sulla fotoproteina Ca2+-sensibile equorina indirizzate a specifici subcompartimenti del cloroplasto (il lume tilacoidale e la membrana tilacoidale) che hanno permesso di evidenziare segnali Ca2+ specifici dell’organello in risposta a diversi stimoli ambientali e il loro contributo alla modulazione di “Ca2+ signatures” nel citosol. E’ stato identificato e caratterizzato cMCU, un membro della famiglia dell’uniporto di calcio mitocondriale, in qualità di canale ionico che media flussi calcio nel cloroplasto. In particolare, è stato dimostrato che cMCU è coinvolto nella trasduzione dello stress osmotico in Arabidopsis. Inoltre, la realizzazione di un’equorina chimerica indirizzata al reticolo endoplasmatico (RE) ha permesso di ottenere misurazioni accurate della concentrazione di Ca2+ nel RE vegetale, evidenziando differenze significative con la controparte animale nell’omeostasi e signalling del calcio. L’analisi comparativa delle dinamiche di Ca2+ nei cloroplasti e nel RE ha permesso di chiarire l’interazione funzionale e l’integrazione di questi compartimenti intracellulari nella rete di segnalazione mediata dal Ca2+ nella cellula vegetale.