Caratterizzazione funzionale di CRK20, un recettore chinasico cysteine-rich di Arabidopsis

Le proteine chinasiche svolgono un ruolo molto importante nel trasmettere l’informazione che va dalla percezione dello stimolo ai geni effettori responsabili della risposta. Le cysteine rich repeat receptor kinases (CRKs) di Arabidopsis appartengono ad una sottofamiglia di receptor-like kinases (RLKs) caratterizzate a livello del loro dominio extracellulare dalla presenza del motivo ricco in cisteine C-X8-C-X2-C di cui non si conosce ancora la funzione (DUF26). E’ stato precedentemente dimostrato che la trascrizione del gene CRK20 di Arabidopsis viene attivata dal patogeno, dal salicilato (SA) e dall’ozono, suggerendo per questo recettore un possibile ruolo nelle risposte di difesa. Recentemente è stato scoperto che CRK20 è localizzato nella membrana del cloroplasto di Arabidopsis. Ciò nonostante il ruolo di CRK20 nella risposta allo stress biotico e abiotico rimane ancora da definire. I nostri risultati dimostrano una precoce e transiente up-regolazione di CRK20 in conseguenza di alcuni elicitori dello stress biotico e abiotico (ozono, salicilato e Pseudomonas syringae pv tomato DC3000) nel Col-0 e in Ws-4. Per determinare se e in che modo il recettore CRK20 sia coinvolto nella risposta di difesa di Arabidopsis, abbiamo selezionato due mutanti T-DNA inserzionali indipendenti per CRK20 (crk20-1, crk20-2). Nonostante l’infezione con P. syringae produca la medesima sintomatologia nei due mutanti (crk20-1, crk20-2) quando comparati con i relativi backgrounds (Col-0 e Ws-4), in entrambi i mutanti CRK20 si osserva una significativa diminuzione della crescita batterica. Il silenziamento di CRK20 non sembra tuttavia influenzare la crescita del fungo necrotrofo Fusarium graminearum. L’insieme dei dati associati al pattern di espressione dei geni implicati nelle principali vie metaboliche coinvolte nella risposta agli stress, insieme con l’analisi dell’espressione globale in silico, suggeriscono che CRK20 riveste un ruolo marginale nella risposta agli stress. In particolare, si può ipotizzare che nel corso dell’infezione batterica l’espressione di CRK20 contribuisca a creare un ambiente apoplastico favorevole alla crescita di P. syringae attivando la degradazione dell’amido del cloroplasto e l’esportazione del saccarosio all’esterno della cellula.