Investigating the role of NF-YA isoform/lncRNA axis in mesoderm specification - Finanziato dall’Unione europea – Next Generation EU
Progetto In seguito alla formazione di uno zigote da parte dei due gameti, il programma trascrizionale del nuovo individuo, denominato Zygotic Transcriptional Activation ZTA, si installa progressivamente. Ciò coincide con molteplici cicli di duplicazioni cellulari per formare la blastocisti. Vengono attivate vie specifiche con una tempistica precisa, controllate a livello trascrizionale ed epigenetico. I fattori di trascrizione (TF) specifici della sequenza sono la forza trainante che attiva nuove ondate di espressione genica. Le cellule staminali embrionali (mESC) del topo ricapitolano le modificazioni epigenetiche coinvolte nel mantenimento della pluripotenza e nel differenziamento verso i precursori degli strati germinali dell'embrione. Studi recenti hanno identificato caratteristiche epigenetiche comuni nelle ZTA dei mammiferi, tra cui il legame di TF master "pionieri", di modificatori epigenetici e l'attività di long non-coding RNA (lncRNA), una classe di trascritti non codificanti, definiti come regolatori epigenetici emergenti del destino delle cellule staminali.
Questo progetto è incentrato su NF-Y, un TF trimerico che si lega all'elemento CCAAT, immancabilmente importante per l'attivazione genica; è composto da tre subunità, due con struttura istone-simile, NF-YB/NF-YC, e la regolatoria NF-YA, che conferisce sequenza-specificità al complesso. NF-YA si presenta in due isoforme principali, NF-YAs e NF-YAl, prodotte da splicing alternativo dell'esone-3, che codifica 28/29 aminoacidi. Diversi studi hanno indicato che NF-Y è determinante per l'apertura della cromatina nelle prime fasi dello sviluppo embrionale nei mammiferi e per il legame pionieristico di TF cruciali nelle cellule staminali embrionali. Per facilitare interazioni proteiche specifiche nelle regioni regolatorie, il coattivatore trascrizionale p300 acetila gli istoni su H3K27 e le proteine non istoniche. Sebbene p300 interagisca con molti TF, come NF-Y, non è stato studiato se alcuni fattori reclutino p300 in queste regioni. I LncRNA, attraverso specifici meccanismi d'azione, possono anche regolare l'espressione genica interferendo con il macchinario di trascrizione, portando al reclutamento di fattori trascrizionali ed epigenetici.
Gli sforzi dei laboratori che propongono questo progetto stabiliscono che l'eliminazione di NF-YAl mediante editing del genoma nelle mESC impedisce il corretto differenziamento dei corpi embrioidi (CE). In particolare, la formazione del mesoderma è compromessa dalla deregolazione della corretta attivazione di master TF e di lncRNA specifici per il mesoderma. Questi dati ci hanno spinto a proporre di indagare: (i) il ruolo delle isoforme NF-YA nella regolazione dell'impegno mesoderma, nella pluripotenza e nella formazione dei CE, utilizzando cellule modificate geneticamente. (ii) l'asse NF-YA/lncRNAs in termini di interazioni per la regolazione della trascrizione in sistemi di cellule staminali di topo e umane. Questo è fondamentale per stabilire le identità cellulari con importanti implicazioni scientifiche e terapeutiche.
Il progetto mira a indagare con metodi genetici, genomici e biochimici i meccanismi molecolari con cui NF-Y, in cooperazione con p300 e lncRNA, partecipa al controllo del programma mesodermico.