STUDIO DELL’ESPRESSIONE GENICA DELLA PROTIMOSINA ALFA E DELLA RELASSINA-3 DURANTE LO SVILUPPO EMBRIONALE DEL TELEOSTEO Danio rerio

I meccanismi di regolazione della trascrizione genica e le funzioni biologiche della protimosina alfa e della relassina-3 sono studiati principalmente nei mammiferi. Alla protimosina alfa sono state accreditate diverse funzioni tra cui un ruolo attivo nella proliferazione e sopravvivenza cellulare, mentre la relassina-3, funziona come neurotrasmettitore per un gruppo ristretto di neuroni detto nucleo incerto. Con l'obiettivo di allargare la conoscenza sul profilo d'espressione genica della protimosina alfa e della relassina-3 in altre classi di vertebrati, e in particolare durante lo sviluppo embrionale, abbiamo usato come modello sperimentale il pesce teleosteo Danio rerio ottenendo i seguenti risultati: 1. Protimosina alfa: abbiamo dimostrato che il gene per la protimosina alfa risulta duplicato in Danio rerio e che entrambi i geni identificati si esprimono durante lo sviluppo embrionale. A partire dalla duplicazione, i due geni hanno diversificato i meccanismi di regolazione trascrizionale poiché i profili d'espressione sono simili ma non identici. Nel complesso, i due geni mostrano che l'espressione non è ubiquitaria, ma riguarda territori specifici. L'espressione osservata in alcuni territori, come l'abbozzo della coda, fa ipotizzare che la protimosina alfa sia coinvolta nei meccanismi di proliferazione cellulare, mentre in altri, come le creste neurali, è presumibilmente coinvolta nella sopravvivenza cellulare, mostrando che tali funzioni sono conservate nei vertebrati. 2. Relassina-3: anche in questo caso abbiamo dimostrato una duplicazione genica che ha portato all'esistenza di due paraloghi, rln3a e rln3b. Studiandone il profilo d'espressione abbiamo raggiunto importanti risultati nella neuroanatomia dei pesci. Infatti entrambi i geni, nelle prime fasi dello sviluppo del cervello, sono espressi in tutto il territorio neurale, mentre nelle fasi finali del periodo di faringula restringono drasticamente la loro espressione a piccoli gruppi di cellule nella regione mesencefalica. Analisi di sezioni trasversali unite all'uso di opportuni marcatori territoriali ci hanno fatto concludere che si tratta di cellule del grigio periacqueduttale, una regione del cervello fino ad ora mai descritta nel pesce zebra. Mentre rln3b si esprime esclusivamente in questo territorio anche agli stadi successivi, rln3a, a partire dallo stadio larvale, si esprime anche in un altro gruppo di cellule situato nella regione rombencefalica intorno al quarto ventricolo. La relazione neuroanatomica di questo gruppo di cellule con il rafe dorsale e superiore ed il locus coeruleus dimostra che appartiene alla regione dei ponti. Queste osservazioni ci hanno fatto ipotizzare che si tratti di una struttura omologa al nucleo incerto dei mammiferi. L’ipotesi è stata confermata mediante l'analisi dei territori d'espressione del gene crhr1, che nel cervello di ratto caratterizza proprio il nucleo incerto. Tali evidenze sperimentali sono le prime riguardanti l'esistenza del nucleo incerto nel cervello dei pesci. L'espressione del gene rln3a nel pesce zebra dimostra che la sua funzione come neurotrasmettitore è così importante da mantenersi perfettamente conservata nell'evoluzione dei vertebrati. Inoltre, dati preliminari sull'espressione genica dei recettori della relassina-3 mostrano che i circuiti neurali legati alla risposta allo stress, di cui fa parte il nucleo incerto, sono potenzialmente funzionali già nelle prime fasi di vita dell'organismo.