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Contenuto archiviato il 2024-06-18
Integrated approaches to study gene regulation during cellular differentiation

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Le complessità dello sviluppo cellulare

Lo sviluppo di una cellula staminale nella sua controparte matura con una specifica identità è controllato da complesse reti di trascrizione. Un progetto dell'UE ha svelato nuovi meccanismi che guidano il viaggio della differenziazione cellulare.

L'iniziativa INTEGER ("Integrated approaches to study gene regulation during cellular differentiation") ha applicato un approccio a 360 gradi per studiare i meccanismi regolatori nelle cellule epatiche e nei globuli rossi. Sette partner accademici e uno industriale hanno esaminato i principali regolatori della differenziazione: i fattori di trascrizione. L'interazione tra i geni e l'impatto dell'organizzazione spaziale nel nucleo rappresentavano un altro importante meccanismo di controllo. Quando una cellula raggiunge il termine della propria fase di maturazione, la sua identità deve essere conservata utilizzando meccanismi di memoria cellulare. Si è studiata anche la memoria delle cellule attraverso modifiche che non riguardano la struttura del DNA: la sfera dell'epigenetica. Le tecnologie di genomica e proteomica sviluppate per perseguire gli ambiziosi obiettivi di INTEGER includevano l'analisi dell'organizzazione dei cromosomi combinata con il sequenziamento ad alta processività (4C-seq). Gli scienziati hanno escogitato metodi per mappare i siti di legame degli RNA epigenetici non codificanti e per caratterizzare le proteine prodotte (il proteoma). Durante la differenziazione delle cellule epatiche il team ha identificato diverse sorprendenti caratteristiche di controllo. Importanti sono i complessi metodi di regolazione incrociata e le attività di "bookmarking" per i regolatori della trascrizione che mantengono le aree di regolazione aperte nel primo sviluppo. Gli scienziati hanno incorporato l'integrazione dei dati di occupazione genome-wide dei fattori di trascrizione con le modifiche epigenetiche durante lo sviluppo delle cellule ematiche. Questo approccio ha portato all'identificazione di classi distinte di geni che condividono caratteristiche epigenetiche e funzionali. Studi sulle cellule staminali embrionali (ESC) di topo hanno rivelato il mantenimento della "staminalità", e l'impatto di folding e unfolding sui cromosomi X attivi e inattivi. Un gran numero di proteine interagenti recentemente identificate sono specificamente associate alle diverse fasi del ciclo di trascrizione nelle ESC. Dodici ricercatori otterranno la propria qualifica di dottorato grazie alla partecipazione a INTEGER. Altrettanto fondamentale per la sostenibilità del progetto INTEGER, il loro programma di formazione includeva quattro workshop avanzati e una conferenza scientifica. Il contributo di numerosi relatori esterni e un approccio multidisciplinare garantiranno che i risultati della ricerca continuino ad avere un impatto significativo sul campo della regolazione della differenziazione cellulare.

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