Descrizione del progetto
Rimanere giovani nel cuore, una lezione dal pesce zebra sull’ereditarietà epigenetica
Alcuni animali, tra cui il pesce zebra, hanno l’incredibile capacità di rigenerare le proprie lesioni cardiache. Il rimodellamento epigenetico può svolgere un ruolo fondamentale nel processo e anche l’ambiente può influenzare tale capacità. Per ereditarietà epigenetica transgenerazionale si intende la trasmissione di esperienze dai genitori ai discendenti attraverso i gameti, senza alterazione della struttura primaria del DNA. Alla suddetta ereditarietà sono associate variazioni nella metilazione del DNA, modifiche degli istoni e RNA non codificanti. Il progetto TransReg, finanziato dall’UE, studia l’ereditarietà epigenetica della rigenerazione d’organo avvalendosi del modello di pesce zebra. L’obiettivo del progetto è quello di valutare se la lesione cardiaca provochi modifiche epigenetiche nello sperma e se i discendenti di pesci che presentano lesioni mostrino alterazioni della rigenerazione cardiaca. I risultati chiariranno le origini della malattia cardiovascolare e definiranno il priming epigenetico come base per la rigenerazione.
Obiettivo
While myocardial infarction leads to adverse ventricular remodeling ultimately causing heart failure in humans, some animals, including zebrafish can regenerate the injured heart. We recently revealed a high degree of plasticity in cardiomyocyte subpopulations involved in the reconstruction of the injured heart. The gene regulatory network involved in heart regeneration is starting to be elucidated and epigenetic remodeling has been suggested to play a pivotal role during this process. Similarly it is known that the environment can influence the regenerative capacity but whether such an effect can be transmitted from one generation to the next has not been addressed. This mechanism is called transgenerational epigenetic inheritance (TEI) and describes the transfer of experiences from parents to their offspring through the gametes, independent on changes in DNA sequence. TEI has also been described in humans: starvation suffered by grandparents affects the metabolism of grandchildren. TEI is also relevant to organ injury: in rats, offspring from parents exposed to liver toxicants revealed reduced hepatic fibrosis in response to the same injury. Changes in DNA methylation, histone modifications and non-coding RNAs have been associated to TEI. We aim to describe for the first time epigenetic inheritance of organ regeneration and unravel its underlying mechanism using the zebrafish model. We will assess whether cardiac injury elicits epigenetic modifications in sperm and determine if offspring from injured parental fish reveal altered heart regeneration. Genetic models will be developed for functional assessment of identified modifications. We will also further analyze cell plasticity during heart regeneration and address whether hearts regenerated from different progenitors respond equally well to further injuries. Our expected findings will constitute a paradigm shift on the origins of cardiovascular disease and define epigenetic priming as a basis for regeneration.
Campo scientifico
Programma(i)
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
ERC-COG - Consolidator GrantIstituzione ospitante
3012 Bern
Svizzera