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DYRK1A (dual specificity tyrosine-phosphorylation-regulated kinase 1A) è una tirosin-chinasi, codificata dal gene DYRK localizzato sul cromosoma 21 nell’uomo. Studi precedenti hanno mostrato che questa chinasi svolge un potenziale ruolo nella regolazione del ciclo cellulare ed è coinvolta nell’interazione con numerosi fattori citoscheletrici, proteine sinaptiche e nucleari, nonché fattori di trascrizione e di splicing.
Evidenze sperimentali suggeriscono che la sua attività è fortemente controllata durante il normale sviluppo del cervello, permettendo una corretta proliferazione neuronale e neurogenesi.
La sua sovra-espressione nella sindrome di Down causa prematura fuoriuscita delle cellule dal ciclo cellulare e differenziamento delle cellule progenitrici neuronali, ricoprendo dunque un ruolo nell’alterazione dello sviluppo neuronale e nei difetti cerebrali tipici della patologia.
Tra i tanti target di DYRK1A vi è anche la proteina TAU, una proteina associata ai microtubuli, la cui funzione meglio conosciuta è quella di legarli e stabilizzarli. Questa sua proprietà è regolata da eventi di fosforilazione da parte di diverse chinasi tra le quali DYRK1A.
È noto che la sovra-espressione di DYRK1A comporta iper-fosforilazione di TAU, la quale si distacca dai microtubuli, perde la corretta conformazione e tende a formare aggregati insolubili, tipici delle taupatie.
Il mio progetto di tesi si inserisce in uno studio più ampio volto a comprendere la regolazione della conformazione della proteina TAU in un contesto fisiologico e patologico, ed in particolare il coinvolgimento di dyrk1a nelle fasi precoci di questo processo. A tal fine ho compiuto uno studio preliminare di funzione del gene dyrk1a utilizzando come modello animale Zebrafish.
Innanzitutto ho caratterizzato il profilo di espressione del gene durante l’embriogenesi tramite ibridazione in situ “whole mount” e su sezione.
Successivamente ho effettuato studi di guadagno di funzione genica, mediante microiniezione del trascritto reso stabile in vitro.
Sugli embrioni microiniettati,ho eseguito esperimenti di ibridazione in situ “whole mount” e immunoistochimica, utilizzando specifici marcatori di proliferazione cellulare e di differenziamento, per valutare come la sovra-espressione di dyrk1a possa incidere sullo sviluppo neuronale dell’embrione a diversi stadi.
Inoltre ho effettuato un’analisi quantitativa tramite “Real Time” qPCR allo scopo di indagare sulla possibile variazione d’espressione di due target di dyrk1a: la ciclina D1 e p27.
I risultati finora ottenuti suggeriscono che la sovra-espressione di dyrk1a possa interferire con la regolazione del ciclo cellulare con una maggiore progressione verso il differenziamento neuronale in stadi ancora prematuri per un corretto sviluppo del cervello anche in Zebrafish.