Svelare l’architettura genomica nelle cellule staminali neurali
Per anni gli scienziati hanno ritenuto che gli uomini avessero un numero limitato di cellule neurali che, una volta danneggiate (per esempio a causa di una malattia neurodegenerativa) non potevano essere sostituite. La scoperta delle cellule multipotenti nel cervello dei mammiferi adulti ha rivoluzionato la neurobiologia e aperto nuove strade al trattamento delle malattie neurodegenerative. Comprendere la biologia delle cellule staminali neurali (NSC) è fondamentale per riuscire a isolarle e manipolarle. Il progetto CISSTEM (Cis-regulatory logic of the transcriptional control in neural stem cells), finanziato dall’UE, ha studiato le NSC ai livelli trascrizionale ed epigenetico. Il progetto si è incentrato sugli elementi cis-regolatori, ovvero le regioni del DNA non codificante, che regolano la trascrizione dei geni vicini. Un approccio multidisciplinare ha collegato la previsione computazionale alla validazione sperimentale in vitro e in vivo utilizzando differenti sistemi modello di vertebrati. L’analisi comparativa delle sequenze ha permesso ai ricercatori di scoprire, categorizzare e comprendere le sequenze funzionali in diversi genomi: pesce, topo, ratto, cane e uomo. CISSTEM ha identificato regioni genomiche funzionalmente attive nella NSC tramite mappatura diretta dei siti di ipersensibilità alla DNasi I. Gli scienziati hanno scoperto motivi sovrarappresentati in elementi prossimali e distali intorno ai geni espressi delle NSC. Un’interfaccia bioinformatica per la navigazione nei genomi ha incorporato potenziali elementi regolatori e i risultati dagli studi di aumento e perdita di funzione dei fattore di trascrizione. CISSTEM ha convalidato gli elementi che agivano da potenziatori trascrizionali in diverse colture di cellule neurali, colture di “fettine” organotipiche e modelli animali transgenici di vertebrati. Questo sezionamento degli elementi del DNA che regola l’espressione genica NSC-specifica favorisce significativamente la nostra comprensione del modo in cui queste cellule sono regolate. CISSTEM ha eseguito un’interpretazione dei risultati genomici funzionali e comparativi, e ha pubblicato i dati attraverso il suo browser di progetto. Questi dati permetteranno un’ulteriore ricerca e potranno stimolare nuove scoperte nel campo della neurogenesi.
Parole chiave
Cellule staminali neurali, cis-regolatorio, controllo trascrizionale, bioinformatica, neurogenesi
