Identificazione e caratterizzazione del gene BI-1 (bax inhibitor-1) in fitoplasmi geneticamente distinti

Le informazioni derivate dal sequenziamento completo o parziale del genoma di alcuni fitoplasmi hanno creato i presupposti per realizzare studi che hanno definito la comprensione di alcuni meccanismi coinvolti nell’interazione fitoplasma-ospite (per esempio, la produzione di effettori in grado di alterare la trascrizione dei geni della pianta infetta). Studi recenti hanno riportato la diminuzione del processo di morte cellulare programmata in piante infette da ‘Ca. Phytoplasma asteris’ e l'identificazione nei genomi di fitoplasmi, finora sequenziati, di un gene omologo a BI-1 (bax inhibitor-1). Tale gene è noto in letteratura come inibitore dell’attività apoptotica cellulare in organismi eucarioti e procarioti. Nel presente lavoro, sono stati condotti studi preliminari atti all'identificazione e alla caratterizzazione del gene BI-1 in fitoplasmi geneticamente distinti, associati a malattie che colpiscono numerose specie vegetali coltivate. Al fine di sviluppare una reazione specifica per l’amplificazione di BI-1, sono state analizzate (i) le sequenze nucleotidiche di BI-1 identificate nei genomi fitoplasmatici disponibili in GenBank, e (ii) le sequenze delle regioni fiancheggianti il gene BI-1. Le amplificazioni sono state condotte in nested PCR con diverse coppie di primer universali degenerati per il genere ‘Ca. Phytoplasma’, utilizzando come templato il DNA estratto da piante di pervinca (Catharanthus roseus L. (G. Don)) infette da 30 ceppi di fitoplasma appartenenti a 8 diversi gruppi tassonomici. I prodotti PCR, amplificati da 26 piante infette da ceppi di fitoplasma distinti. Al momento, sono state ottenete le sequenze di 7 ceppi appartenenti a 4 gruppi tassonomici. Le analisi bioinformatiche delle sequenze proteiche tradotte in silico, condotte con i software InterProScan5 e Phobius, hanno confermato l’appartenenza delle sequenze relative a 5 ceppi fitoplasmatici su 7 alla famiglia ‘bax inhibitor-1’, evidenziandone la tipica struttura caratterizzata dalla presenza di 7 domini transmembrana. L’allineamento delle sequenze proteiche di BI-1, ottenute in questo lavoro, con sequenze omologhe di altri organismi procarioti e eucarioti disponibili in GenBank ha evidenziato la scarsa identità di sequenza ma, d’altra parte, ha rilevato la presenza di pattern amminoacidici conservati, suggerendo il mantenimento della funzione di BI-1 in organismi appartenenti a diversi regni. La scarsa omologia di sequenza di BI-1 tra fitoplasmi di gruppi tassonomici distinti ha suggerito l’analisi della variabilità genetica di tale gene all’interno di fitoplasmi dello stesso gruppo. A tal fine, sono state caratterizzate le sequenze di 58 ceppi di ‘Ca. Phytoplasma solani’, agente eziologico del legno nero della vite. Le analisi hanno rivelato una totale identicità di sequenza di BI-1 nei ceppi analizzati. In conclusione, questo lavoro riporta la presenza del gene BI-1 in fitoplasmi di gruppi tassonomici diversi, suggerendo il possibile ruolo di tale gene nell’interazione con l’ospite. Inoltre, l’identicità delle sequenze di BI-1 in ceppi di fitoplasmi infettanti lo stesso ospite evidenzia la possibile elevata conservazione della funzione di tale gene nei meccanismi di interazione ospite-specifici. Ulteriori studi dovranno essere svolti per (i) identificare e caratterizzare la posizione del gene BI-1 nel genoma di fitoplasma distinti e (ii) valutare l'effettiva funzione di tale gene nell'interazione con gli ospiti.