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Corinna Giorgi

Metabolismo del mRNA nel sistema nervoso

Nel mio laboratorio siamo interessati a comprendere come la regolazione post-trascrizionale dell’espressione genica, in particolare a livello del metabolismo dell’RNA, prenda parte alla modulazione delle funzioni neuronali.

Punto focale della nostra ricerca è l’mRNA dendritico codificato dal gene Arc, la cui proteina è essenziale in molti processi alla base della memoria, inclusi LTP, LTD, consolidamento della memoria e omeostasi sinaptica. In passato ho identificato un nuovo meccanismo di regolazione dell’espressione di Arc mRNA, che dipende dalla presenza di due introni nel suo 3’UTR (Giorgi et al., Cell 2007).

Al fine di comprendere ulteriormente i meccanismi molecolari che regolano l’espressione del messaggero di Arc, portiamo avanti le seguenti tre linee di ricerca:

  1. Studio della regolazione genica mediata dal 3’UTR di Arc: Questo approccio consiste di saggi di luciferasi con costrutti contenenti il 3’UTR di Arc o versioni mutate di questa regione regolativa. In seguito a trasfezione in colture primarie di neuroni corticali di ratto, le cellule vengono sottoposte a diversi trattamenti (e.g. induzione con  BDNF, inibizione di processi regolativi  quali traduzione, trascrizione, NMD, via del segnale di BDNF). Questo approccio ci consente di definire come elementi regolativi del 3’UTR di Arc controllino la stabilità e l’efficienza traduzionale di Arc  in seguito ad induzione neuronale. 
  2. Purificazione biochimica della particella ribonucleoproteica associata al 3’UTR di Arc mRNA endogeno. Analisi di spettrometria di massa e di deep sequencing di questo complesso consentiranno l’identificazione di fattori regolativi in trans il cui legame ad Arc mRNA dipende dalla attività sinaptica e dallo splicing del messaggero.
  3. Arc nella eziopatogenesi della malattia di Alzheimer (AD). Recentemente è emerso che la proteina Arc può svolgere un ruolo di attivatore della produzione del beta-amiloide a livello sinaptico, un evento da molti  considerato centrale nell’insorgenza del morbo di Alzheimer. Siamo dunque interessati a comprendere se e come la regolazione post-trascrizionale di questo gene sia alterata in modelli animali e cellulari di AD. A questo fine, stiamo caratterizzando il profilo di espressione di mRNA e proteina Arc , in seguito a induzione dei processi di memoria in modelli murini di AD (Tg2576) nelle prime fasi (asintomatiche) di sviluppo della malattia. Inoltre, stiamo caratterizzando alterazioni dell’espressione genica di Arc in una linea cellulare di neuroblastoma che overesprime il peptide beta-amiloide.