Descrizione del modulo "Meccanismi molecolari e cellulari della determinazione neurale, differenziamento neuronale e patologie del sistema nervoso (SV.P16.006.001)"

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  • Descrizione del modulo "Meccanismi molecolari e cellulari della determinazione neurale, differenziamento neuronale e patologie del sistema nervoso (SV.P16.006.001)" (literal)
Potenziale impiego per bisogni individuali e collettivi
  • Individuazione di nuovi potenziali approcci terapeutici a malattie del sistema nervoso e identificazione di target molecolari per farmacogenomica (literal)
Tematiche di ricerca
  • Lo sviluppo del sistema nervoso depende da fattori locali e diffusibili che contribuiscono alla neurogenesi, specificità regionale e identità neuronale. Nuovi modelli animali e cellulari hanno svelato fondamentali funzioni geniche e loro interazioni molecolari nonchè specifici meccanismi epigenetici che controllano il differenziamento neurale, incluso da cellule staminali embrionali o adulte, e la generazione e funzione di vari sistemi neuronali. L'identificazione dei regolatori molecolari di questi processi e l'integrazione della loro segnalazione porterà ad approcci razionali ed efficaci per studiare lo sviluppo e le patologie del SNC. In questo quadro si propone: - delucidazione dei principi molecolari ed organizzativi dello sviluppo del cervello; - studi genetici e molecolari di geni, segnali e meccanismi che regolano la specificazione e regionalizzazione; - - studio in modelli animali e nell'uomo di differenziamento a) di cellule staminali neurali b) di cellule adipose adulte in tipi neurali, c) di neuroni dopaminergici mesencefalici, d) di sistemi sensoriali, e di crescita assonale; - - studi genetici e molecolari delle patologie genetiche e degenerative del SNC (literal)
Competenze
  • I partecipanti alla commessa sono esperti di Neurobiologia , Genetica classica e molecolare, di Biologia molecolare e Biologia cellulare. Partecipano alla commessa 10 dipendenti CNR a tempo indeterminato (2 dirigenti di ricerca CNR: U. di Porzio, A. Simeone; 1 primo ricercatore D. Acampora; 7 ricercatori: D. Andrenacci, GC. Bellenchi, E. Di Schiavi, S. Gigliotti, G. Liguori, G. Minchiotti, A. Prisco; 1 Tecnico: S. Andone), 4 associati e 25 persone tra assegnisti, dottorandi, tecnici non di ruolo. I partecipanti hanno competenze e dispongono di attrezzature all'avanguardia per l'analisi morfologica, studi di espressione e manipolazione genica, uso di tecniche di biologia molecolare e cellulare all'avanguardia. Nel complesso i partecipanti alla commessa hannno un elevato numero di pubblicazioni (> 400). Nel periodo 09-10 hanno pubblicato circa 50 pubblicazioni su riviste scientifiche internazionali con peer review ad alto/medio IF. (literal)
Potenziale impiego per processi produttivi
  • Sviluppo di vaccini contro agenti neurodegenerativi e loro brevettazione. Nuovi protocolli per differenziamento neurale da cellule stamonali embrionali o dalute Nuovi protocolli perottenere differenziamento dopoaminergico in vitro da vari tipi cellulari Potenziali approcci di terapia cellulare sostitutiva in modelli animali (literal)
Tecnologie
  • Manipolazione sperimentale di organismi per testare ipotesi di funzionamento di gene neuro-specifici a livello molecolare, cellulare e dell'intero organismo. A questo scopo verranno utilizzate tecniche di genetica inversa, analisi morfologiche, anatomiche e biochimiche. Uso di specifici modelli animali (topo/ratto, Drosofila, C. elegans) e cellulari (colture primarie e cellule staminali embrionali ed adulte, linee cellulari neurali) (literal)
Obiettivi
  • Si proseguirà il lavoro nelle linee programmatiche sopra descritte. Per acquisire nuove e approfondite conoscenze saranno impiegati vari sistemi modello (C. elegans, Drosophila, topo e cellule di mammifero, colture cellulari primarie e cellluel staminali) e verranno utilizzate metodologie classiche di genetica molecolare e biologia cellulare. Tali obiettivi sono garantiti dalle competenze, metodologie già presenti nel repertorio sperimentale e finanziamenti esterni dei ricercatori partecipanti. (literal)
Stato dell'arte
  • Alla base della neurogenesi dei mammiferi e della formazione di complessi circuiti funzionali vi è una fine regolazione della proliferazione e del differenziamento delle cellule neurali staminali (NSC)/progenitori. Induttori morfogenetici e specifici eventi di trasduzione del segnale intracellulare regolano questi processi. È di primaria importanza migliorare la conoscenza degli eventi che controllano le scelte che le NSC, e successivamente i progenitori pluripotenti, operano durante il passaggio dalla proliferazione al differenziamento. Negli ultimi anni in vari laboratori sono stati generati mutanti di topo, Drosofila e C. elegans e sistemi cellulari che hanno svelato nuove e fondamentali funzioni geniche e loro interazioni molecolari nello sviluppo del sistema nervoso. Importanti meccanismi genetici ed informazioni dal micro-ambiente embrionale controllano il differenziamento neurale di cellule staminali e la generazione e funzione di tipi neuronali, incluso quello dopaminergico. Queste informazioni permettono di approfondire aspetti genetici e molecolari che sottendono potologie del SNC e permetteranno nuovi approcci terapeutici. (literal)
Tecniche di indagine
  • Saranno utilizzate tecniche di clonaggio e sequenziamento dei geni importanti nello sviluppo e funzione del SNC e di specifici sottotipi neronali e circuiti funzionali, sara' studiata l'espressione cellula- e differenziamento-specifica mediante immunocitochimica, in situ hybridization. Queste metodiche permettono anche la localizzazione cellulare dei prodotti genici d'interesse. Saranno messi a punto protocolli per isolamento e differenziamento di cellule staminali embrionali e/o adulte utilizzando marcatori fluorescenti (es topi transgenici che esprimono la GFP sotto specifici promotori neurali o neuronali), isolamento di specifiche popolazioni neuronali e/o di cellule staminali/precursori neurali mediante tecniche di cell sorting. Saranno condotti esperimenti di trasfezione sia stabile che transiente su cellule neurali staminali e progenitori per studiare la regolazione della determinazione neurale. Saranno effettuati esperimenti di Genetica diretta e inversa (RNA interference, animali trasgenici) per l'analisi funzionale. (literal)
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