Svelare l’architettura che regola la trascrizione genica lisosomiale
Nuove evidenze indicano che il fattore di trascrizione EB TFEB, Transcription Factor EB svolge un ruolo centrale nella regolazione trascrizionale dei geni lisosomiali. TFEB si lega a specifici motivi di sequenza riscontrati nel promotore dei geni lisosomiali e ne assicura il coordinamento di espressione. Decifrare il meccanismo di regolazione dell’attività di TFEB è perciò fondamentale per comprendere il modo in cui le cellule si adattano a una gran varietà di sollecitazioni interne e alle fluttuazioni ambientali.
L’attivazione di TFEB da una diversa angolazione
Lo studio sull’attività di TFEB si è concentrato prevalentemente sulle sue modifiche post-trascrizionali e in particolare sul suo stato di fosforilazione che sembra determinare la sua localizzazione e la sua funzione a livello subcellulare. In condizioni di ampia disponibilità di sostanze nutritive, TFEB rimane nel citosol senza attività trascrizionale. In condizioni di scarsità di sostanze nutritive, TFEB non è più fosforilato e può traslocare nel nucleo in cui agisce come fattore di trascrizione. Il campo di applicazione del progetto EpiTFeb è stata l’indagine dell’attività di TFEB da una diversa angolazione, definendo l’architettura regolatoria dell’attivazione di TFEB in diversi ambienti cellulari. La ricerca, intrapresa con il supporto del programma Marie Skłodowska-Curie (MSC), ha impiegato inizialmente un’analisi in silico per individuare gli elementi regolatori di TFEB e prevedere i regolatori trascrizionali. «Il progetto è stato concepito in base all’ipotesi principale secondo cui le dinamiche di trascrizione di TFEB rappresentano il principale fattore determinante per la sua attività e potrebbero agire in sinergia con la sua regolazione post-traduzionale stabilita», spiega Marcella Cesana, borsista di MSC. Il team della ricerca ha intrapreso un approccio basato sul guadagno di funzione, abbinato al test basato sulla luciferasi, per esaminare i vari fattori di trascrizione candidati. Inoltre, i ricercatori hanno svolto una convalida funzionale dei regolatori trascrizionali di TFEB individuati, valutando l’effetto della loro modulazione sull’espressione genica e, più in generale, il loro coinvolgimento in processi cellulari mediati da TFEB.
Il ruolo di TFEB nell’autofagia e nel cancro
I risultati di EpiTFeb hanno dimostrato che le dinamiche trascrizionali di TFEB sono estremamente variabili in sistemi cellulari e condizioni nutritive differenti. Gli scienziati hanno definito gli elementi regolatori alla base della trascrizione di TFEB e hanno delineato il meccanismo molecolare sottostante la trascrizione di TFEB in condizione di privazione di nutrienti. Nel complesso, i risultati di EpiTFeb hanno svelato il panorama trascrizionale di TFEB e, cosa ancor più importante, hanno fornito un’angolazione nuova e prima inesplorata per rivalutare il suo contributo in malattie correlate a compromissioni della funzione lisosomiale. I lisosomi sono coinvolti nell’autofagia, il processo di riciclo e «auto-alimentazione» che degrada proteine aggregate o mal ripiegate, organelli invecchiati o difettosi, nonché agenti patogeni intracellulari. Nel cancro sono state documentate anomalie nel processo di autofagia, in cui TFEB ha manifestato un ruolo patogeno. Di conseguenza, TFEB sembra influenzare la sopravvivenza delle cellule tumorali e il metabolismo energetico con la regolazione della biogenesi lisosomiale, dell’autofagia e di altri percorsi noti per il loro contributo alla cancerogenesi. Secondo Cesana, i piani futuri prevedono «lo studio del meccanismo attraverso il quale il processo oncogenico sfrutta il percorso degradativo dipendente dai lisosomi per la sua sopravvivenza, attivando l’espressione di TFEB». A tale scopo, Cesana selezionerà modelli di cancro specifici in cui l’attività di TFEB appare disregolata a causa dell’alterazione dei regolatori trascrizionali di TFEB o della facilità di accesso del DNA nelle relative aree di regolazione.
Parole chiave
EpiTFeb, TFEB, regolatori trascrizionali, lisosoma, autofagia, cancro, fattore di trascrizione EB
