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Modelli di pesce zebra per la regolazione genica e le malattie umane

Alcuni scienziati europei hanno utilizzato il pesce zebra come organismo modello per studiare la regolazione genica e la malattia nell’uomo. I risultati hanno un forte potenziale traslazionale e forniscono informazioni importanti sull’organizzazione del genoma umano.
Modelli di pesce zebra per la regolazione genica e le malattie umane
Negli ultimi anni il pesce zebra (Danio rerio) è emerso come nuovo organismo vertebrato modello per la ricerca biomedica: offre una combinazione unica di tratti che include un periodo di generazione breve, piccole dimensioni e procedure efficienti di allevamento. Nel loro insieme queste caratteristiche lo rendono ideale per studi di screening genetico avanzato e selezioni di piccole molecole, anche a livello tossicologico. Inoltre gli embrioni e le larve trasparenti offrono un’opportunità unica di rilevare le immagini di movimento cellulare ed espressione genica in un organismo in fase di sviluppo.

Il progetto ZF-HEALTH (Zebrafish regulomics for human health), finanziato dall’UE, ha voluto svolgere una fenotipizzazione ad alta processività dei geni regolatori relativi alla malattia umana. A tal fine il consorzio ha sfruttato tecnologie e concetti sviluppati nel precedente progetto ZF-MODELS.

Utilizzando tecnologia TILLING hanno identificato 43 098 alleli knock-out in 16 096 geni e hanno eseguito la fenotipizzazione morfologica e comportamentale per 2 569 geni. Ciò ha portato a identificare oltre 200 fenotipi anomali, ulteriormente associati a specifici profili trascrizionali e comportamentali.

I ricercatori hanno inoltre caratterizzato gli enhancer dei geni della malattia umana e grazie alla bioinformatica hanno individuato elementi non codificanti altamente conservati. Un altro contributo significativo del progetto è stato l’avanzamento di Atlante del cervello del pesce zebra, interattivo, con dati e immagini sull’espressione genica cerebrale. Inoltre attraverso selezioni di piccole molecole il consorzio ha identificato diversi composti che potrebbero essere sfruttati nei disturbi umani quali il deficit di attenzione, il cancro epiteliale e la malattia policistica renale.

Oltre a migliorare la nostre conoscenze di base sui processi chiave dello sviluppo i risultati dello studio ZF-HEALTH sono anche modelli di malattia di grande valore per la medicina clinica. La caratterizzazione funzionale degli enhancer aiuterà a interpretare i dati sulla variabilità genetica umana, mentre le piccole molecole identificate potrebbero servire da farmaci candidati.

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Keywords

Pesce zebra, regolazione genica, ZF-HEALTH, enhancer, selezione di piccole molecole