Fondazione CARIPLO Bandi 2005 PRE-PROPOSTA PER IL BANDO “PROMUOVERE LA RICERCA SCIENTIFICA E TECNOLOGICA IN TEMA DI SALUTE E SCIENZE DELLA VITA” TEMA DI RICERCA: genomica e proteomica per la prevenzione e la diagnosi precoce delle malattie; studi sperimentali basati su metodologie che prevedano l’utilizzo delle cellule staminali, escluse quelle staminali embrionali umane, in relazione alla riparazione tessutale X . TITOLO DEL PROGETTO: IDENTIFICAZIONE MEDIANTE STRATEGIE GENOMICHE DI GENI POTENZIALMENTE ONCOGENI CHE CONNETTONO BIOGENESI DEI RIBOSOMI E PROLIFERAZIONE CELLULARE. SETTORE/I DISCIPLINARE/I DEL PROGETTO: Scienze Biologiche RESPONSABILE SCIENTIFICO: Dott. Maria Luisa Agostoni Carbone, ricercatrice ALTRI PARTECIPANTI UNIMI (nome e struttura di appartenenza): Dott. Enrica Privitera, ricercatrice Dott. Mariangela Crivena, borsista Dipartimento di Scienze Biomolecolari e Biotecnologie PARTECIPANTI DI ALTRI ENTI (nome e struttura di appartenenza): DURATA DEL PROGETTO: 2 anni COSTO COMPLESSIVO DEL PROGETTO: € 200 000 IMPORTO RICHIESTO ALLA FONDAZIONE: € 100 000 Fondazione CARIPLO Bandi 2005 PUBBLICAZIONI RECENTI DEL GRUPPO DI RICERCA (max 5): 1. Saracino F, Bassler J, Muzzini D, Hurt E, Agostoni Carbone ML. (2004) The Yeast Kinase Swe1 is Required for Proper Entry into Cell Cycle After Arrest Due to Ribosome Biogenesis and Protein Synthesis Defects. Cell Cycle 3: 648-54. 2. Babbio F., Farinacci M., Saracino F., Agostoni Carbone ML. and Privitera E. (2004) Expression and localization studies of hSDA, the human ortholog of the yeast SDA1 gene. Cell Cycle 3 (4): 486-490. 3. Garavaglia B., Invernizzi F., Agostoni Carbone M.L., Viscardi V., Saracino F., Ghezzi D., Zeviani M., Zorzi G., Nardocci N. (2004). GTP-cyclohydrolase I gene mutations in patients with autosomal dominant and recessive GTP-CH deficiency: identification and functional characterization of four novel mutations. J. Inherit. Metab. Dis. 27: 455-463. 4. Buscemi, G., Saracino, F, Masnada, D. and Agostoni Carbone, M. L. (2000). The Saccharomyces cerevisiae SDA1 gene is Required for Actin Cytoskeleton Organization and Cell Cycle Progression. J. Cell Sci. 113: 1199-1211. 5. Brambillasca F., Mosna G., Ballabio E., Biondi A., Boulukos K.E., and Privitera E. (2001) Promoter analysis of TFPT (FB1), a molecular partner of TCF3 (E2A) in Childhood Acute Lymphoblastic Leucemia. Biochemical and Biophysical Research Communications 288, 12501257. Fondazione CARIPLO Bandi 2005 DESCRIZIONE DEL PROGETTO (analisi del bisogno, obiettivi scientifici, piano di intervento, piano finanziario, organizzazione; max 3500 caratteri spazi inclusi): ANALISI DEL BISOGNO E’ oggi riconosciuto dalla comunità scientifica come alterazioni dei controlli proliferativi siano connesse con l’insorgenza di neoplasie. Alterazioni nel ciclo cellulare e nella regolazione della crescita cellulare sono state associate a difetti in processi che controllano la biosintesi delle proteine, come la biogenesi dei ribosomi. Soppressori tumorali ed oncogeni potrebbero regolare la progressione maligna alterando il macchinario di sintesi proteica. In particolare, è stato dimostrato come l’oncosoppressore p53 interferisca con la trascrizione di rRNA da parte di PolI e PolIII, e come geni coinvolti nella maturazione dell’RNA ribosomale e dei ribosomi siano associati a patologie con aumentata suscettibilità al cancro, discheratosi congenita e anemia di DiamondBlackfan. Tuttavia, molte domande sono ancora senza risposta. OBIETTIVI SCIENTIFICI Intendiamo utilizzare strategie genomiche per identificare e caratterizzare geni coinvolti nei pathways di connessione tra biogenesi dei ribosomi e proliferazione cellulare, la cui alterazione potrebbe intervenire nel processo di trasformazione neoplastica. L’approccio sarà basato sulla ricerca di interattori funzionali con la proteina Sda, da noi precedentemente studiata e coinvolta nella biogenesi dei ribosomi ed essenziale per l’entrata nel ciclo cellulare. L’identificazione della rete di interazioni genetiche con il pathway di Sda, in lievito e in cellule umane, contribuirà alla definizione di vie di connessione tra sintesi proteica e proliferazione cellulare, la cui alterazione potrebbe intervenire nel processo di trasformazione neoplastica. PIANO DI INTERVENTO. In lievito l’obiettivo verrà affrontato mediante un approccio sistematico per la ricerca di mutazioni letali-sintetiche, che permettono l’identificazone di geni che diventano essenziali per la sopravvivenza della cellula in assenza della funzione di interesse. Verrà eseguita un’analisi su tutto il genoma di lievito, a partire da cellule in cui il gene SDA1 è mutato, con la tecnica SGA (Synthetic Genetic Array), in collaborazione col laboratorio di C. Boone, che ha automatizzato tale metodo. Parallelamente lo studio della funzione di hSDA/SDAD1 in cellule umane mediante induzione di sovraespressione o silenziamento del gene permetterà di identificare interazioni con i principali regolatori del ciclo cellulare, quali p53 ed Rb. Intendiamo inoltre utilizzare un approccio genomico per comparare il trascrittoma di linee cellulari che sovraeresprimono o non esprimono hSDA/SDAD1 con quello delle stesse linee cellulari ad espressione normale. A questo scopo verranno prodotti anticorpi anti-Sda per verificare il livello di proteina nelle cellule. Mediante la tecnica dei microarray saranno evidenziati i geni che vengono espressi in modo differenziale in relazione ad alterazione di hSDA/SDAD1. I dati ottenuti saranno utilizzati per ipotizzare un network di interazioni genetiche. PIANO FINANZIARIO Cofin. Università di Milano (2 RU+1 borsista) € 100 000 Cofin. richiesto (1 borsa studio per due anni, materiale consumo, collaborazioni) € 100 000 ORGANIZZAZIONE Il progetto prevede il lavoro integrato di due gruppi di ricerca dell’Università di Milano, che da anni lavorano nel campo della genetica e della biologia molecolare, con la collaborazione di due gruppi Fondazione CARIPLO Bandi 2005 esterni: un gruppo di biochimica dell’Università di Heidelberg (Dr. E. Hurt. Dr. J. Bassler) e il laboratorio di C. Boone (University of Toronto, Toronto, Canada).