Descrizione della commessa "Neurogenetica e basi molecolari della neurodegenerazione: individuazione di nuovi target terapeutici. (ME.P02.026)"

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  • Descrizione della commessa "Neurogenetica e basi molecolari della neurodegenerazione: individuazione di nuovi target terapeutici. (ME.P02.026)" (literal)
Potenziale impiego per bisogni individuali e collettivi
  • 1) Aumento delle conoscenze di base dei meccanismi molecolari delle malattie neurodegenerative. 2) Diagnosi di malattie rare. 3) Promozione del trasferimento alla clinica dei risultati della ricerca di base e pre-clinica (literal)
Strumentazione
  • Biologia Molecolare: Realtime PCR detection system (Iq5 Biorad Multicolor; Applied Biosystem 7900), 2100 Bioanalyzer, Nanodrop Spettrofotometro ND-1000, Gene Analyzer 301. Biochimica: Image analysis GelDoc XR (BIORAD), Image Analysis VersaDoc 4000 (BIORAD) Software: Quantity One Microscopia: Nikon Eclipse TE2000E microscope with C1 confocal system (591492), Nikon Eclipse 90i microscope, Leica confocal microscope SP5 Criostato Piattaforma Agilent per microarray: Camera di ibridazione, Scanner per microarray (literal)
Tematiche di ricerca
  • L'attività di ricerca della commessa è rivolta allo studio di malattie neurodegenerative ad insorgenza tardiva, tra cui le Atassie Spinocerebellari autosomiche dominanti (SCA) e le Atassie Episodiche (EA), la Malattia di Huntington (HD), e malattie neurologiche ad insorgenza infantile, come la Corea Ereditaria Benigna (BHC). Vengono inoltre trattati aspetti di genomica della malattia di Alzheimer e di altre forme di demenza associate a depressione e/o a disturbi psico-comportamentali. Il nostro interesse scientifico riguarda inoltre lo studio dei meccanismi molecolari che sono alla base dell'insorgenza e della progressione delle malattia neurodegenerative quali il morbo di Alzheimer (AD)e alcune delle più frequenti forme di tauopatie. In particolare, siamo interessati allo studio della degenerazione fibrillare, caratteristica eziopatogenetica di queste malattie neurodegenerative, così come al ruolo svolto da fattori genici e neurotrofici nella neurodegenerazione. (literal)
Competenze
  • Competenze e tecnologie di biologia cellulare, biochimica, biologia molecolare. Analisi di mutazioni del DNA e correlazioni genotipo-fenotipo clinico. CGH Array, Array di espressione. Consulenza genetica. Analisi di Linkage. Diagnostica Molecolare. Studi di associazione genica. Analisi di espressione genica. Strutturistica,spettroscopia a risonanza magnetica nucleare (NMR) applicata allo studio delle strutture del DNA. Bioinformatica, programmazione software. Sperimentazione in vivo in modelli animali; embriologia dei vertebrati (nel topo: raccolta degli embrioni a diversi stadi di sviluppo; dissezione degli embrioni; microdissezioni delle aree cerebrali; taglio al microtomo, al criostato e al vibratomo di embrioni; ibridazione in situ su embrioni interi e su sezioni al criostato con sonde di RNA antisenso). Test comportamentali in topi: Grip Test, Rotarod. (literal)
Potenziale impiego per processi produttivi
  • 1)Identificazione di nuovi geni malattia 2)Messa a punto di Kit diagnostici 3)Identificazione di nuovi target molecolari per sviluppo farmaci 4)Analisi delle sequenze nucleotidiche mediante l'uso di nuovi algoritmi può essere utilizzata nel campo dell'ingegneria genetica per migliorare l'espressione di geni eterologhi 5)Possibilità di brevetti 6)Isolamento e analisi del profilo genico di NSCs murine e umane,adulte ed embrionali e di tessuto muscolare e cellule satelliti 7)Differenziamento di NSCs murine e umane in diverse popolazioni cellulari neuronali(dopaminergiche, colinergiche, motoneuronali, etc.) per lo sviluppo di protocolli di terapia cellulare applicati alla malattie neurodegenerative e neuromuscolari(AD, PD , ALS e DMD) 8)Identificazione e la quantizzazione del frammento NH2htau i cui livelli sono correlati con lo sviluppo e il decorso clinico dell'AD-nel CSF- come un possibile biomarker diagnostico e/o prognostico della malattia.E' importante ricordare che il prelievo di tale fluido biologico è non invasivo ed è eseguito di routine nella comune pratica clinica e che la misurazione simultanea di più parametri biochimici può essere considerata utile strategia combinata (literal)
Obiettivi
  • L'obiettivo generale della commessa è il chiarimento dei meccanismi molecolari alla base delle più frequenti malattie neurodegenerative (SCA, HD, AD, ALS e DMD) con l'individuazione di geni e proteine che ricoprono un ruolo chiave nella neurodegenerazione al fine di fornire target molecolari di terapie specifiche orientate allo stimolo della neurogenesi e della rigenerazione muscolare Obiettivi specifici: -identificazione di nuovi geni per l'EA -caratterizzazione funzionale di SNPs del promotore di SERT -comprensione del meccanismo all'origine del codon bias negli organismi eucarioti, sua funzione ed evoluzione -ripristino della neurogenesi funzionale nella neurodegenerazione -identificazione del ruolo critico di alcuni geni nella determinazione del destino neuronale tramite l'uso di cellule staminali murine ed umane -utilizzazione di NH2tau in fluidi biologici come biomarker diagnostico/prognostico della AD -identificazione di nuovi target terapeutici per l'ALS -individuazione di target cellulari per la rigenerazione muscolare in DMD -studio delle modifiche epigenetiche nella HGPS per determinare il danno al DNA in particolari regioni della cromatina -pubblicazioni (literal)
Stato dell'arte
  • EA2 FHM1 SCA6 sono malattie alleliche dovute a mutazioni del gene CACNA1A.Le tre patologie hanno meccanismi patogenetici diversi,complessi e non ancora del tutto chiariti. La BHC è una malattia neurologica rara ad insorgenza precoce ed evoluzione benigna dovuta a mutazioni del gene NKX2.1, un fattore di trascrizione di geni tiroidei il cui meccanismo molecolare non è ancora completamente chiarito. Un polimorfismo nel promotore del gene per il trasporto della serotonina è stato associato a tratti della personalità a carattere ansioso/depressivo.Studi clinici suggeriscono che questo influenzi il rischio di sviluppare disordini affettivi,alcool dipendenza,malattia di Alzheimer ad insorgenza tardiva,autismo. Le \"neurofibrillary tangles\" dell'AD sono composte da forme tronche e/o iperfosoforilate delle proteine tau. Un frammento neurotossico della proteina (NH2tau), da noi individuato, è presente nei mitocondri sinaptici di pazienti affetti da tauopatie. La recente identificazione dei geni regolatori dell'RNA TARDBP, FUS e C9ORF72 come associati a forme familiari della ALS indica che alterazioni nel metabolismo dell'RNA hanno un ruolo importante in queste malattie neurodegenerative (literal)
Tecniche di indagine
  • Analisi di linkage Uso di programmi bioinformatica Sperimentazione con modelli in vitro Biologia cellulare: isolamento, espansione e mantenimento in coltura di cellule staminali neuronali (NSCs) embrionali e adulte, sia murine che umane; saggi di clonogenicità, di differenziamento e di migrazione cellulare per la caratterizzazione di diverse popolazioni cellulari neuronali; saggi di vitalità neuronali; colture primarie di ippocampo e corteccia; utilizzo di linee cellulari per tecniche di transfezione e silenziamento genico; trapianto di NSCs per via sistemica, intracardiaca e stereotassica Biochimica:immunocitochimica, saggi Elisa, analisi di Western blotting per SDS-PAGE, immunoprecipitazione and analisi immunoistochimica di tessuti, frazionamento biochimico dei sinaptosomi Biologia molecolare: manipolazione di acidi nucleici, clonaggi di vettori di espressione eucariotici e di costrutti virali per l'espressione di geni terapeutici, estrazione di DNA/RNA da cellule e tessuti, RNA interference, genotipizzazione di DNA; tecniche di microarray per studi di espressione genica; Next Generation Sequencing. (literal)
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