• invecchiamento
• sistema nervoso
• Xenopus laevis
• ZnF367

Il progressivo invecchiamento della popolazione mondiale e il suo impatto socio-economico hanno condotto, nel corso degli anni, ad un interesse sempre maggiore della ricerca scientifica nei confronti delle patologie connesse con l’avanzamento dell’età, tra le quali quelle neurodegenerative occupano un posto centrale.
Le cause del declino funzionale del sistema nervoso durante l’invecchiamento sono varie. Oltre ad una progressiva senescenza cellulare, neurodegenerazione e gliosi si assiste anche alla riduzione del potenziale rigenerativo. Tale riduzione è dovuta ad una diminuita neurogenesi adulta: il processo tramite cui nuove cellule neurali sono generate a partire da una piccola popolazione di cellule staminali localizzate in specifici distretti del sistema nervoso centrale (SNC). Con l’avanzare dell’età, infatti, sia il numero delle cellule staminali neurali adulte (aNSCs) che la loro capacità proliferativa e differenziativa subiscono un forte calo.
I meccanismi molecolari responsabili del decadimento funzionale delle aNSCs sono pressoché sconosciuti. E’ plausibile ipotizzare che i geni implicati in processi legati all’età agiscano in continuità tra sviluppo, età adulta e invecchiamento, e che quindi sussista un parallelismo importante tra neurogenesi embrionale e adulta.
Il mio progetto di tesi si inserisce nell’ambito di una collaborazione con il Prof. Cellerino della Scuola Normale di Pisa, che ha effettuato un’analisi trascrittomica su Nothobranchius furzeri, un teleosteo utilizzato come valido modello di invecchiamento. L’RNA-Seq è stato eseguito a partire da RNA estratto da cervelli in cinque diverse fasi della vita del pesce ed è emersa una regolazione trascrizionale di oltre 4000 geni. Alcuni di questi sembrano implicati nella replicazione del DNA e nella regolazione del ciclo cellulare, inoltre la loro espressione diminuisce con l’avanzamento dell’età.
Un esempio è il gene ZnF367, un fattore di trascrizione “zinc finger” la cui funzione è tutt’oggi sconosciuta. In embrioni di Zebrafish ZnF367 è espresso in prossimità di aree proliferative del SNC, così come avviene nel cervello adulto di Nothobranchius furzeri in cui diminuisce con l’invecchiamento.
Durante il mio lavoro di tesi ho studiato l’espressione e la funzione di questo gene in embrioni di Xenopus laevis, in modo da validare la presenza di ZnF367 anche in un altro vertebrato modello, che risulta molto utile per approcci funzionali in quanto una metà dell’embrione risulta manipolata, mentre l’altra funge da controllo interno. Tramite ibridazione in situ ho analizzato l’espressione di questo gene a vari stadi di sviluppo, rilevandone la presenza a livello del sistema nervoso centrale, della retina e delle creste neurali.
Sono passata quindi ad indagare un suo possibile ruolo nella neurogenesi embrionale con esperimenti di guadagno e perdita di funzione genica. Questi sono stati eseguiti microiniettando, nel primo caso, l’mRNA ZnF367 e, nel secondo, un oligonucleotide antisenso (morpholino) in grado di bloccare la traduzione del trascritto endogeno. Successivamente ho analizzato tramite ibridazione in situ “whole mount” la variazione di marcatori di proliferazione cellulare (PCNA, Sox2 e Rx1) e di differenziamento neuronale (ElrC, Tubb).
I dati preliminari ottenuti suggeriscono un’implicazione di ZnF367 nella regolazione dell’uscita dei neuroblasti dal ciclo cellulare verso un loro differenziamento in senso neurale.