Regolare l'espressione genica per la produzione neuronale
La topoisomerasi II beta (Top2ß), specifica dei mammiferi, è un enzima che regola l'avvolgimento del DNA per le successive replicazione, trascrizione, condensazione e segregazione cromosomiche. La Top2ß è necessaria per la neurogenesi ed è espressa abbondantemente solo nelle cellule differenziate terminali. Il progetto Toponeuronal ("Topoisomerase function in genome and epigenome regulation during neuronal differentiation") si è prefisso di rivelare il contributo dell'attività della Top2ß alla regolazione epigenetica della differenziazione neuronale. Il progetto, finanziato dall'UE, si è rivolto ai propri obiettivi utilizzando un sistema di differenziazione di cellule di topo in vitro. Gli studi hanno mostrato che lo switch nell'espressione da Top2 a Top2ß avviene durante la differenziazione neuronale delle cellule staminali quando queste progrediscono, in vitro, dallo stato proliferativo a quello post-mitotico. Una carenza di Top2ß non interferisce con la differenziazione in progenitori neurali, ma ha come risultato la morte prematura dei neuroni. Ulteriori valutazioni hanno provato che la Top2ß è probabilmente coinvolta nella regolazione dell'espressione di vari geni che potrebbero essere vitali per la differenziazione neurale terminale. L'analisi della possibile interazione diretta della Top2ß con la cromatina ha rilevato che essa è strettamente correlata al mark della cromatina attiva H3K4me2. Il team è anche riuscito a dimostrare che, nei neuroni Top2ß a resa inattiva, la sovraregolazione del gene Ngfr P75, un gene legato alla Top2ß normalmente represso da questo enzima, causa la degenerazione dei neuroni. I risultati sperimentali hanno sostenuto l'ipotesi del team che la Top2ß regoli l'espressione dei geni target regolando direttamente i loro promotori. Ciò indica che la Top2ß è per lo più coinvolta nelle ultime fasi della maturazione neuronale e quindi non svolge un ruolo importante nelle fasi iniziali di differenziazione e neurogenesi. Con la scoperta di siti di legame per la Top2ß distribuiti in tutto il genoma, Toponeuronal ha offerto una nuova conoscenza della funzione regolatoria della topoisomerasi nelle cellule post-mitotiche. I membri del progetto sono così stati in grado di offrire un modello in base al quale la Top2ß funziona nelle regioni attive di regolazione del genoma e svolge un ruolo attivo nella regolazione genica.
