RNasi H2 nell`espressione di retroelementi in AGS. RNasi H2 e
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Chiara Martinelli1, Valentina Menetti1, Alice Meroni1, Stefania Roma1, Giulia Maria Nava1, Elisa Orecchini2, Alessandro Michienzi2, Sarah Sertic1, Paolo Plevani1, Federico Lazzaro1 e Marco Muzi-Falconi1 1 Dipartimento di Bioscienze, Università degli Studi di Milano [email protected]; 2 Università di Roma – Tor vergata Sindrome di Aicardi-Goutières RNasi H2 e AGS La sindrome di Aicardi-Goutières (AGS) è un’encefalopatia infiammatoria caratterizzata dall’induzione incontrollata della risposta immunitaria innata, caratteristica comune alle infezioni congenite virali, che provoca la sua frequente mancata diagnosi. Le RNasi H sono enzimi responsabili del taglio dell’RNA presente nelle molecole ibrido RNA:DNA. Mutazioni in sette geni (AGS1-7) sono responsabili dell’insorgenza dell’AGS. Questi geni codificano per proteine coinvolte nel metabolismo e nel riconoscimento degli acidi nucleici: oltre il 60% dei pazienti possiedono mutazioni in AGS2, AGS3, AGS4, i geni codificanti per le tre subunità dell’RNasi H2 umana. Essendo meccanismi altamente conservati durante l’evoluzione, cerchiamo di comprendere questi meccanismi usando un organismo modello come S. cerevisiae Utilizzando approcci di genetica e biologia molecolare, vogliamo comprendere i meccanismi molecolari che causano la patogenesi dell’AGS. Stiamo verificando se a causa di mutazioni nei geni AGS c’è un accumulo anomalo di acidi nucleici che può favorire l’insorgenza risposta immunitaria Mobilità dei Retroelementi RNasi H2 nell’espressione di retroelementi in AGS. RNasi H2 e rNTPs incorporati durante la replicazione del DNA Nel sistema modello lievito abbiamo osservato che quando Rnasi H2 è mutata, il genoma mostra un accumulo di di ribonucleotidi (rNMPs) incorporati durante la replicazione del DNA. rNTPs incorporati durante la replicazione del DNA Questi fenomeni sono stati osservati anche nelle cellule umane recanti mutazioni AGS Segmenti di DNA capaci di spostarsi, conosciuti anche come elementi trasponibili, sono molto diffusi in natura e costituiscono circa il 45% del genoma umano. I retroelementi si spostano in diverse posizioni del genoma attraverso un intermedio ad RNA. Nel lievito Saccharomyces cerevisiae, abbiamo dimostrato che l’RNasi H2 blocca la mobilità del retroelemento Ty1. Retroelemento A177T A177T-T163I RNA G37S 53BP1 healthy donor Vogliamo quindi testare la possibilità che la patogenesi di AGS sia parzialmente legata all’eccessiva espressione di retroelementi in cellule difettive per l’RNasi H2. RNA:DNA RNasiH2 DAPI ssDNA dsDNA Incorporazione di ribonucleotidi Indicatori cellulari di modificazioni dei DNA genomico Il concetto di “letalità sintetica e soppressione genetica” Il lievito ha permesso di sviluppare il concetto di “letalità sintetica e soppressione genetica”. Due geni sono definiti letali sintetici quando le mutazioni simultanee nei due geni inducono mortalità cellulare, mentre singole mutazioni non influenzano la vitalità. Quando la seconda mutazione migliora la vitalità cellulare si parla di soppressione genetica GENE A GENE A GENE A GENE A GENE A GENE B nucleo Recentemente, abbiamo effettuato uno screening tramite array genetico sintetico (SGA) in lievito ed abbiamo identificato alcuni interattori letali sintetici e altri soppressori con RNasi H2. RNaseH GENE B Letalità sintetica RNaseH GENE B Soppressione genetica non caratterizzati 10% metabolismo dell'RNA 3% GENE B GENE B GENE B Letalità sintetica GENE B Soppressione genetica La maggior parte di questi geni sono conservati nelle cellule umane e potrebbero essere putativi modificatori coinvolti in meccanismi di compensazione osservati in alcuni pazienti affetti da AGS. La caratterizzazione di alcuni geni conservati anche nell’uomo è in corso e sarà necessaria per chiarire la funzione in vivo dell’RNasi H2. mitocondri 10% ricombinazione/riparazione 39% meiosi/mitosi 7% cromatina 7% replicazione/trascrizione 24%
