Il complesso mosaico dei meccanismi che regolano l’espressione genica si è recentemente arricchito di un nuovo tassello grazie alla scoperta dei microRNA (miRNA). Questo gruppo di piccoli RNA con funzione regolatoria ha catalizzato su di sé l’interesse del mondo scientifico da quando si è visto che questi RNA, della lunghezza di circa 22 nucleotidi, non solo sono altamente conservati tra le diverse specie, segno di una loro origine ancestrale, ma sono anche in grado di influenzare i livelli di espressione di numerose e specifiche proteine che ne costituiscono il bersaglio. La scoperta dei microRNA avvenne all’inizio degli anni ’90 grazie a studi svolti in C. elegans. In questo nematode, fu scoperto che un piccolo RNA, lin-4, era responsabile dello spegnimento di una proteina che regola lo sviluppo larvale. Gli studi successivi, che si estesero anche ad altri organismi, permisero di capire che i microRNA costituiscono una grande famiglia di molecole in grado di regolare l’espressione genica a livello post-trascrizionale. Il loro ruolo appare molto diffuso e circa il 50% dei geni umani codificanti per proteine potrebbe essere in parte regolato da microRNA. Infatti, ciascun miRNA è in grado di esercitare la sua azione contemporaneamente su molti bersagli tramite l’appaiamento di sequenza con regioni omologhe nel 3’UTR del mRNA: dopo i diversi passaggi maturativi da pri-miRNA a pre-miRNA, il miRNA maturo (miR), lungo 22-25 nucleotidi, si appaia, per omologia di sequenza, con il 3’UTR dei geni bersaglio inducendo o il taglio proteolitico del mRNA o il blocco della traduzione proteica (questo secondo meccanismo è quello più frequente nelle cellule animali). È perciò logico che i microRNA abbiano come bersaglio geni coinvolti in tutte le funzioni cellulari e non solo nello sviluppo. Pur essendo ancora numerosi gli aspetti da chiarire, a partire per esempio dal numero esatto di miRNA nei diversi organismi, emerge chiaramente l’importanza del ruolo di questi piccoli RNA nella fisiologia cellulare. È pertanto plausibile che alterazioni dei miRNA siano coinvolte in patologie umane. Infatti, accanto a ricerche volte a delucidare i meccanismi d’azione dei microRNA, si sono sviluppati diversi filoni di ricerca aventi lo scopo ultimo di rispondere a questa domanda: se i microRNA hanno un ruolo fisiologico così importante per la cellula, che cosa succede se la loro espressione viene alterata? O ancora, esistono patologie la cui causa sia attribuibile ad alterazioni dell’espressione dei microRNA o nella cui patogenesi siano coinvolte anche alterazioni dei microRNA? Il mio progetto si sviluppa in questo ambito. In particolare, la mia attenzione si rivolgerà allo studio delle eventuali alterazioni dell’espressione dei microRNA in tumori umani e alla messa a punto di sistemi utili per la correzione di queste alterazioni. Vi sono già evidenze che i microRNA siano espressi in modo aberrante in tumori umani. La prima evidenza è venuta dallo studio di caratterizzazione della delezione al cromosoma 13q14 nella leucemia linfatica cronica (LLC), in cui solo i mir-15a e mir-16-1 furono ritrovati nella minima regione di delezione [1]. Successivamente, mir-143 e mir-145 sono stati trovati significativamente sotto-espressi in carcinomi del colon [2], mentre il mir-155 è stato trovato sovra-espresso in linfomi di Burkitt ed altri tipi di linfoma [3, 4]. Infine, la scoperta che let-7, significativamente sottoespresso in tumori del polmone [5], ha come bersagli gli oncogeni K-RAS, N-RAS e H-RAS [6] ha dato supporto all’idea che i microRNA possano agire come oncogeni o come oncosoppressori, suggerendo anche che un’espressione aberrante dei microRNA in cellule tumorali possa identificare microRNA coinvolti nella patogenesi tumorale. OBIETTIVI E STRATEGIE DI INDAGINE Partendo da queste considerazioni preliminari, il mio progetto di studio si pone i seguenti obiettivi specifici: 1. Identificare i microRNA differenzialmente espressi in neoplasie umane, in particolare in epatocarcinomi confrontati con la loro controparte normale e con tessuti cirrotici. 2. Identificare il profilo di espressione dei microRNA associati a specifiche caratteristiche clinico-patologiche. 3. Identificare i geni bersaglio dei microRNA la cui espressione sia risultata alterata in HCC. 4. Sviluppare saggi funzionali in vitro ed in vivo con linee cellulari tumorali umane per valutare l’effetto biologico e molecolare dei microRNA la cui espressione sia risultata alterata nelle neoplasie e la validazione dei geni bersaglio tramite saggio dell'attività luciferasica e westrn blot.
MicroRNA coinvolti nello sviluppo del carcinoma epatocellulare. Identificazione delle proteine bersaglio.
FERRACIN, Manuela
2006
Abstract
Il complesso mosaico dei meccanismi che regolano l’espressione genica si è recentemente arricchito di un nuovo tassello grazie alla scoperta dei microRNA (miRNA). Questo gruppo di piccoli RNA con funzione regolatoria ha catalizzato su di sé l’interesse del mondo scientifico da quando si è visto che questi RNA, della lunghezza di circa 22 nucleotidi, non solo sono altamente conservati tra le diverse specie, segno di una loro origine ancestrale, ma sono anche in grado di influenzare i livelli di espressione di numerose e specifiche proteine che ne costituiscono il bersaglio. La scoperta dei microRNA avvenne all’inizio degli anni ’90 grazie a studi svolti in C. elegans. In questo nematode, fu scoperto che un piccolo RNA, lin-4, era responsabile dello spegnimento di una proteina che regola lo sviluppo larvale. Gli studi successivi, che si estesero anche ad altri organismi, permisero di capire che i microRNA costituiscono una grande famiglia di molecole in grado di regolare l’espressione genica a livello post-trascrizionale. Il loro ruolo appare molto diffuso e circa il 50% dei geni umani codificanti per proteine potrebbe essere in parte regolato da microRNA. Infatti, ciascun miRNA è in grado di esercitare la sua azione contemporaneamente su molti bersagli tramite l’appaiamento di sequenza con regioni omologhe nel 3’UTR del mRNA: dopo i diversi passaggi maturativi da pri-miRNA a pre-miRNA, il miRNA maturo (miR), lungo 22-25 nucleotidi, si appaia, per omologia di sequenza, con il 3’UTR dei geni bersaglio inducendo o il taglio proteolitico del mRNA o il blocco della traduzione proteica (questo secondo meccanismo è quello più frequente nelle cellule animali). È perciò logico che i microRNA abbiano come bersaglio geni coinvolti in tutte le funzioni cellulari e non solo nello sviluppo. Pur essendo ancora numerosi gli aspetti da chiarire, a partire per esempio dal numero esatto di miRNA nei diversi organismi, emerge chiaramente l’importanza del ruolo di questi piccoli RNA nella fisiologia cellulare. È pertanto plausibile che alterazioni dei miRNA siano coinvolte in patologie umane. Infatti, accanto a ricerche volte a delucidare i meccanismi d’azione dei microRNA, si sono sviluppati diversi filoni di ricerca aventi lo scopo ultimo di rispondere a questa domanda: se i microRNA hanno un ruolo fisiologico così importante per la cellula, che cosa succede se la loro espressione viene alterata? O ancora, esistono patologie la cui causa sia attribuibile ad alterazioni dell’espressione dei microRNA o nella cui patogenesi siano coinvolte anche alterazioni dei microRNA? Il mio progetto si sviluppa in questo ambito. In particolare, la mia attenzione si rivolgerà allo studio delle eventuali alterazioni dell’espressione dei microRNA in tumori umani e alla messa a punto di sistemi utili per la correzione di queste alterazioni. Vi sono già evidenze che i microRNA siano espressi in modo aberrante in tumori umani. La prima evidenza è venuta dallo studio di caratterizzazione della delezione al cromosoma 13q14 nella leucemia linfatica cronica (LLC), in cui solo i mir-15a e mir-16-1 furono ritrovati nella minima regione di delezione [1]. Successivamente, mir-143 e mir-145 sono stati trovati significativamente sotto-espressi in carcinomi del colon [2], mentre il mir-155 è stato trovato sovra-espresso in linfomi di Burkitt ed altri tipi di linfoma [3, 4]. Infine, la scoperta che let-7, significativamente sottoespresso in tumori del polmone [5], ha come bersagli gli oncogeni K-RAS, N-RAS e H-RAS [6] ha dato supporto all’idea che i microRNA possano agire come oncogeni o come oncosoppressori, suggerendo anche che un’espressione aberrante dei microRNA in cellule tumorali possa identificare microRNA coinvolti nella patogenesi tumorale. OBIETTIVI E STRATEGIE DI INDAGINE Partendo da queste considerazioni preliminari, il mio progetto di studio si pone i seguenti obiettivi specifici: 1. Identificare i microRNA differenzialmente espressi in neoplasie umane, in particolare in epatocarcinomi confrontati con la loro controparte normale e con tessuti cirrotici. 2. Identificare il profilo di espressione dei microRNA associati a specifiche caratteristiche clinico-patologiche. 3. Identificare i geni bersaglio dei microRNA la cui espressione sia risultata alterata in HCC. 4. Sviluppare saggi funzionali in vitro ed in vivo con linee cellulari tumorali umane per valutare l’effetto biologico e molecolare dei microRNA la cui espressione sia risultata alterata nelle neoplasie e la validazione dei geni bersaglio tramite saggio dell'attività luciferasica e westrn blot.I documenti in SFERA sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
