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Marco Feligioni

Neuronal Cell Signaling

Nel laboratorio di “Neuronal Cell Signaling” siamo interessati agli aspetti molecolari che regolano l'insorgenza e la progressione di diverse patologie neurodegenerative.

Tramite tecniche di biologia molecolare e cellulare studiamo i meccanismi presinaptici di rilascio di neurotrasmettitori ed il coinvolgimento dei recettori NMDA sia in condizioni fisiologiche che patologiche. Inoltre studiamo le modificazioni post-traslazionali (PTMs) ed in particolare vogliamo capire come la SUMOilazione contribuisce nell’insorgenza e la progressione delle malattie neurodegenerative.

 

Attualmente stiamo lavorando a due progetti principali:

 

1. Recettore NMDA e ruolo presinaptico della proteina JNK. 

L’attivazione della via di segnale della proteina c-Jun N-terminal kinase (JNK) è un passaggio critico per la morte neuronale che avviene in diverse condizioni neurologiche. Le JNKs sono attivate da: recettori delle tirosin chinasi, recettori delle citochine, recettori accoppiati a proteine G e canali ionici attivati da ligandi, tra cui i recettori del glutammato NMDA. JNK è generalmente associato ai recettori NMDA post-sinaptici, il suo ruolo pre-sinaptico rimane inesplorato. Vogliamo investigare il ruolo pre-sinaptico delle JNKs e proteine scaffolding associate nel controllo del rilascio di glutammato NMDA-dipendente.

 

2. Ruolo della SUMOilazione in varie patologie neurodegenerative. 

Le modificazioni post-traslazionali (PTMs) sono un meccanismo cellulare che interviene nella fine regolazione dell’espressione, dell’attività, della localizzazione e della aggregazione e degradazione delle proteine.

Nello specifico lavoriamo su una PTM chiamata SUMOilazione analizzandone il suo ruolo all’insorgenza e nella progressione di varie patologie neurodegenerative.

- Alzheimer (AD). Ad oggi è noto che proteine importanti per l’AD come la APP, Tau, GSK3b, BACE1, etc. sono soggette a SUMOilazione.

Ancora però non si conosce il ruolo della SUMOilazione all’insorgenza della patologia.

Il nostro laboratorio sta studiando il ruolo della SUMOilazione durante il primo segno riconosciuto come danno neuronale e cioè nel danno sinaptico (‘Sinaptopatia’).

Inoltre, utilizzando campioni di sangue (plasma e cellule), liquido cerebrospinale (CSF) di pazienti effetti da Alzheimer e da ALS/FTD cerchiamo di capire se esistono correlazioni tra queste patologie e le variazioni di SUMOilazione in questi fluidi biologici. Analizziamo inoltre campioni autoptici di pazienti Alzheimer per dosarne la SUMOilazione.

-Sclerosi Amiotrofica Laterale (ALS). Anche in questo caso molte sono le proteine importanti per questa patologia che vengono SUMOilate come ad esempio la SOD1, proteina fusa nel Liposarcoma (FUS), CTE (COOH terminus of EAAT2) (frammento proteolitico C-terminale del trasportatore del glutammato 2).

Inoltre, il nostro lab è impegnato a capire se la proteina transactive response DNA-binding protein 43 (TDP43) può essere un nuovo target di SUMO e quali siano quindi gli eventuali effetti di questa modificazione. Il mal funzionamento di questa proteina è anche importante nella demenza lobo-frontoemporale (FTD).