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Brunella Del Re

Ricercatrice confermata

Dipartimento di Farmacia e Biotecnologie

Settore scientifico disciplinare: BIO/18 GENETICA

Temi di ricerca

1) Gli elementi mobili LINE (Long Interspersed Nuclear Elements) costituiscono una frazione consistente del genoma umano (20%), si amplificano, inserendosi in nuove posizioni nel genoma, mediante un processo di retrotrasposizione, sono generalmente repressi nelle cellule somatiche ma in particolari condizioni possono essere attivati. I fattori cellulari implicati in queste attivazioni sono poco conosciuti. Scopo della ricerca è acquisire conoscenze sulla regolazione della retrotrasposizione, utilizzando un elemento L1 ingegnerizzato in un test di retrotrasposizione in vitro.

2) L'esposizione a campi magnetici a bassissima frequenza è ubiquitaria nei paesi industrializzati. L'indagine sui possibili effetti biologici e sanitari non ha portato finora a risultati conclusivi a causa della complessità dei parametri da analizzare. Scopo della ricerca è valutare gli effetti biologici di campi magnetici con diverse caratteristiche fisiche con particolare attenzione alla genotossicità.

 



1) Gli elementi LINEs sono retrotrasposoni non–LTR e si amplificano tramite un processo di retrotrasposizione che comprende diverse fasi: la trascrizione del RNA dell'elemento, il suo trasporto al citoplasma, la traduzione delle due ORF che, dopo essere state sintetizzate, formano particelle ribonucleoproteiche con l'mRNA, il ritorno al nucleo, la retrotrascrizione e l'integrazione in un nuovo sito genomico tramite un meccanismo chiamato TPRT (target-site primed reverse transcription). Benché nel genoma umano la maggior parte dei LINEs siano difettivi, circa 100 elementi sono funzionali e la loro mobilità può dare luogo a mutazioni, trasduzione di sequenze, ricombinazione inter-intrageniche, interferenza trascrizionale. L'attività di questi elementi può quindi indurre notevoli cambiamenti nella struttura e funzione dei geni, contribuendo da una parte all'insorgenza di patologie e dall'altra all'evoluzione del genoma. I LINEs sono attivi nelle cellule germinali mentre sono generalmente repressi nella maggior parte delle cellule somatiche. Finora sono stati identificati vari fattori che limitano la loro mobilità agendo nelle diverse fasi del processo di retrotrasposizione, tra cui metilazione, “RNA interference”, proteine APOBEC3 e sequestramento delle particelle ribonucleoproteiche negli “stress granules”. Recentemente è stato osservato, utilizzando un test di retrotrasposizione in vitro, che l'elemento LINE-1 (L1) può essere attivo anche in alcune cellule somatiche, come cellule embrionali, precursori di cellule neurali, cellule neoplastiche; inoltre è stato osservato che L1 può muoversi in vari tipi cellulari in seguito ad esposizione ad agenti chimici e fisici (ultravioletti, metalli pesanti, benzo(a)pyrene ). I fattori cellulari implicati in queste attivazioni sono poco conosciuti. Scopo della ricerca è acquisire conoscenze sulla regolazione della retrotrasposizione, utilizzando un elemento L1 ingegnerizzato in un test di retrotrasposizione in vitro. Lo studio è stato articolato su due linee di indagine. La prima è volta ad acquisire conoscenze sui meccanismi che regolano la mobilità dei LINEs durante il differenziamento di cellule nervose. A tale scopo si utilizza come modello una linea cellulare di neuroblastoma che può essere facilmente indotta a differenziare in vitro in senso neuronale. Si è osservato che le cellule di neuroblastoma sono in grado di supportare la retrotrasposizione, sia pure a bassa frequenza, e si intende verificare se e come l'induzione del differenziamento influenzi tale processo, quali fattori cellulari possano essere coinvolti ed a quale livello del complesso processo di retrotrasposizione essi agiscano. La seconda linea di indagine è volta ad identificare fattori ambientali che siano in grado di modificare la frequenza di retrotrasposizione. A tal fine si valuterà l'effetto dell'esposizione ad agenti chimici e fisici (campi elettrici e  magnetici, shock termici, ossidanti) e si analizzerà il ruolo dei relativi pathways di segnalamento.

2) I campi magnetici a bassissima frequenza sono in grado di influenzare notevolmente la fisiologia cellulare, tanto che sono oggetto di interesse anche a fini terapeutici. Tuttavia un chiaro quadro degli effetti biologici non è ancora emerso soprattutto a causa della grande varietà di parametri da analizzare. L'effetto biologico può variare a seconda della durata dell'esposizione, del tipo di frequenza e di forma del segnale, dell'intensità del campo. Ogni laboratorio spesso analizza un determinato parametro biologico in risposta ad un tipo di esposizione, per cui i dati di laboratori diversi risultano difficilmente confrontabili. Scopo della ricerca è analizzare alcuni paramenti biologici (indice di proliferazione, vitalità, espressione di proteine heat shock, espressione di marcatori di differenziamento) in diversi tipi  di cellule umane in presenza di campi con diverse caratteristiche fisiche, valutandone anche la possibile genotossicità (rotture a singolo e doppio filamento del DNA).