La regolazione del genoma durante l’embriogenesi

Sotto l’egida del progetto IMMRSRGE, gli scienziati hanno lavorato per determinare i fattori coinvolti nella riorganizzazione spaziale di determinati loci di gene nel nucleo. Per visualizzare il ripiegamento del genoma e il relativo percorso di ripiegamento durante lo sviluppo di impianti di blastocisti, si è fatto a ricorso all’ibridazione fluorescente in situ, alla microscopia digitale e all’analisi automatica delle immagini.

La blastocisti si forma dopo la fertilizzazione dell’uovo nei mammiferi. Contiene una massa cellulare interna (ICM) che in un secondo momento forma l’embrione. Dall’ICM emergono due strati distinti, denominati epiblasto e ipoblasto. Questo periodo di sviluppo dell’impianto di blastocisti è segnato da una significativa riorganizzazione nucleare.

Esattamente come le cellule staminali embrionali (ESC) pluripotenti isolate da ICM di mammifero, anche le SC di (epiSC) sono pluripotenti. Tale condizione presenta notevoli implicazioni per la biomedicina. I ricercatori si sono rivolti allo studio dei geni che si allontanano o avvicinano alla periferia del nucleo quando le ESC murine si differenziano in epiSC.

È stata impiegata la tecnica di interferenza RNA per inibire l’espressione genica dopo il knockdown (spegnimento) di proteine implicito nella modulazione della struttura e dell’organizzazione della cromatina. Per lo studio, sono state selezionate le sequenze di DNA legate alla proteina lamina B1. Questi dati sono stati correlati ai dataset epigenomici delle modificazioni degli istoni prima e dopo la differenziazione dell’ESC.

Gli scienziati sono riusciti a identificare un istone modificato coinvolto nella rilocazione genica aberrante nella periferia del nucleo delle ESC. Questi geni di solito si spostano nella periferia del nucleo solo durante lo stadio epiblastico dello sviluppo. Ciò ha condotto all’analisi di altri fattori della cromatina, collegati alla modificazione dell’istone candidato e al loro possibile ruolo nella riorganizzazione del genoma nel nucleo.

Le conclusioni del progetto sono state illustrate in occasione di due incontri internazionali nel 2013 e si sta anche preparando la relativa pubblicazione.

Oltre a districare le complessità della funzione del genoma in condizioni di malattia e di salute, tra le applicazioni rientrano la rigenerazione dei tessuti e la terapia cellulare tramite l’uso di ESC oppure epiSC.