SPOTLIGHT: Genetica Umana Molecolare e Genomica Funzionale
Pubblicato il: 05.04.2019 09:17
SPOTLIGHT: Genetica Umana Molecolare e Genomica Funzionale
L’Unità di Genetica Umana Molecolare e Genomica Funzionale è un gruppo di ricerca recentemente costituito con l’obiettivo di integrare due discipline storicamente presenti nel Dipartimento di Biologia, quali la genetica umana molecolare e la genomica funzionale.
La genomica funzionale è un campo della biologia molecolare che ha come obiettivo principale quello di descrivere le funzioni dei diversi geni e dei loro prodotti grazie all’utilizzo delle grandi moli di dati ottenuti dai progetti di sequenziamento genomici e trascrittomici e, in ultima analisi, comprendere la relazione tra il genoma di un organismo e le caratteristiche morfologiche e funzionali (fenotipo) che ne risultano. Una caratteristica chiave di studi di questa natura è l’approccio genome-wide, alternativo al più classico approccio gene-per-gene. In questo ambito l’attività di ricerca dell’Unità si concentra su tre grandi temi: 1) lo studio della variazione trascrizionale del muscolo scheletrico e cardiaco in stati patologici come l'atrofia/ipertrofia, le malattie infiammatorie, le distrofie e i tumori; 2) la genomica funzionale dei bivalvi per comprendere la suscettibilità di specie alle malattie e le interazioni ospite-patogeno; 3) lo sviluppo di nuove procedure, software e modelli per l’analisi e l’integrazione di grandi quantità di dati genomici, con particolare attenzione ai tipi di RNA di più recente identificazione, quali miRNA e lncRNA.
La genetica umana, studia invece la struttura e la funzione dei geni nonché i meccanismi molecolari attraverso i quali specifiche caratteristiche biologiche sono ereditate ed espresse nell’uomo. Fra i principali scopi di questa disciplina vi è quello di chiarire il ruolo dei geni e delle loro mutazioni nella determinazione di caratteri fenotipici e in particolare delle malattie ereditarie sia mendeliane che complesse, tra cui il cancro. In questo ambito questa Unità mira alla comprensione delle basi molecolari di alcune patologie quali le cardiomiopatie, distrofie muscolari e le neuropatie ereditarie nonché di alcuni tumori endocrini. Grazie all’uso integrato di metodi della genetica molecolare, genomica e bioinformatica, così come l’impiego di modelli ad-hoc in vitro e in vivo, gli obiettivi principali dell’Unità sono quelli di identificare nuove varianti geniche patologiche, comprendere come queste contribuiscano all’insorgenza di specifiche malattie, e descrivere le reti di regolazione sottese alla determinazione/alterazione del fenotipo. Obiettivo finale è quello di fornire conoscenze che potranno tradursi in miglior assistenza e trattamenti dei pazienti.
Fra le diverse linee di ricerca che caratterizzano questa unità, il gruppo coordinato da Alessandra Rampazzo ha recentemente ottenuto importanti risultati nello studio della genetica delle malattie cardiache che rappresentano una delle principali cause di morte improvvisa nei giovani e negli sportivi. Fra queste, la cardiomiopatia aritmogena (ACM) è una malattia ereditaria che interessa un individuo ogni 5000. Nei portatori di specifici difetti genetici, le cellule del miocardio, prevalentemente quelle del ventricolo destro, muoiono e sono gradualmente sostituite da tessuto fibroso e adiposo; questo processo favorisce lo sviluppo di aritmie cardiache, quali tachicardia e fibrillazione ventricolare, che possono provocare arresto cardiaco. Finora sono stati identificati 15 geni coinvolti nello sviluppo della cardiomiopatia, di cui 7 da questo gruppo di ricerca. L’ultimo gene, identificato nel 2018, codifica per la proteina “Zonula occludens-1”, che ha un ruolo molto importante per la formazione di giunzioni comunicanti, regioni di discontinuità della membrana che permettono il passaggio di piccoli ioni tra cellule cardiache vicine e quindi l’accoppiamento elettrico. Recentemente, lo stesso gruppo di ricerca ha generato un modello di topo transgenico che esprime a livello cardiaco la forma mutata della proteina desmogliena-2, uno dei geni associati ad ACM. Questo modello animale che presenta i tipici segni della cardiomiopatia sarà molto importante per comprendere i meccanismi con cui si instaura e si sviluppa la malattia, allo scopo di sviluppare terapie farmacologiche mirate.
