Gli elementi trasponibili sono parassiti ubiquitari non mendeliani dei genomi eucarioti divenuti oggetto di numerosi studi per l'impatto esercitato su geni e genomi. Lo studio della evoluzione dei TE risulta complesso poiché le dinamiche risentono dei meccanismi molecolari di turn over in atto nel genoma, ma anche di aspetti relativi alla biologia degli organismi indagati (quali le strategie riproduttive e le dimensioni effettive della popolazione). Il sistema animale scelto è rappresentato dalle termiti sotterranee del genere olartico Reticulitermes (Isoptera, Rhinotermitidae). A differenza dei modelli animali gonocorici/panmittici o autofecondanti finora utilizzati per descrivere le relazioni tra modalità riproduttive e dinamiche dei TE, non sono stati ancora indagati gli effetti che l’eusocialità delle termiti “superiori” esercita sui TEs con la organizzazione di colonie guidate da una coppia reale o da comunque pochi riproduttori fra loro imparentati e conseguente produzione di genomi ampiamente inincrociati a ridotta variabilità genetica. Per tali indagini, verranno considerate le due sottospecie italiane R. lucifugus lucifugus e R. lucifugus corsicus (entità peninsulare la prima e prevalentemente insulare della Sardegna e della Corsica, la seconda) e come elementi trasponibili saranno studiati i SINE Talua, Truk e O32 di recente isolamento. Si intende procedere alla valutazione: i) dell’età di ciascuno dei tre elementi e della relativa attività; ii) del numero di copie di detti SINE, con particolare riguardo alla persistenza di copie recentemente mobilizzate; iii) dello studio della distribuzione genomica dei SINE in questione, attraverso l’analisi delle sequenze delle regioni fiancheggianti. I risultati di queste analisi permetteranno di: i) identificare i SINE maggiormente attivi e quindi più informativi circa i tassi di trasposizione al netto del controllo esercitato dal genoma ospite; ii) stabilire i tassi di persistenza tramite analisi della frequenza delle copie inserite di recente e di quelle inserite nel passato, e quindi individuare le copie mantenute che possono conferire un vantaggio per il genoma ospite; inoltre, il confronto tra le due sottospecie a diversa distribuzione e possibili differenti dinamiche di popolazione permetterà anche di valutare quanto la componente biologica (eusocialità) e i colli di bottiglia dovuti alla componente ecologica (insularità ed isolamento) abbiano potuto contribuire alle dinamiche dei TEs; iii) analizzare l’esistenza sia di regioni altamente preservate dalla inserzione di TE sia di regioni reservoir all’interno del genoma termitico ad accumulo preferenziale di TE così come l’associazione con altri elementi di tipo ripetuto. Il complesso di queste valutazioni comparate con quelle disponibili per organismi a mating system canonico può permettere di comprendere le strategie di sopravvivenza ed evoluzione dei TE e di chiarire il complesso rapporto tra la biologia degli elementi mobili e quella di organismi caratterizzati da inincrocio persistente, ciclico od occasionale. Le indagini verranno svolte tramite metodiche molecolari standard (isolamento DNA genomico, restrizione, produzione ed analisi di librerie genomiche, ibridazione di Southern e dot blot, sequenziamento). Per gli allineamenti, studi di sequenza, predizione di strutture secondarie, e ricerche in banche dati pubbliche saranno utilizzati i pacchetti informatici e i server più recenti.
Mantovani B. (2011). Dinamica di retrotrasposoni in genomi inbred: il modello eusociale diplo-diploide delle termiti.
Dinamica di retrotrasposoni in genomi inbred: il modello eusociale diplo-diploide delle termiti
MANTOVANI, BARBARA
2011
Abstract
Gli elementi trasponibili sono parassiti ubiquitari non mendeliani dei genomi eucarioti divenuti oggetto di numerosi studi per l'impatto esercitato su geni e genomi. Lo studio della evoluzione dei TE risulta complesso poiché le dinamiche risentono dei meccanismi molecolari di turn over in atto nel genoma, ma anche di aspetti relativi alla biologia degli organismi indagati (quali le strategie riproduttive e le dimensioni effettive della popolazione). Il sistema animale scelto è rappresentato dalle termiti sotterranee del genere olartico Reticulitermes (Isoptera, Rhinotermitidae). A differenza dei modelli animali gonocorici/panmittici o autofecondanti finora utilizzati per descrivere le relazioni tra modalità riproduttive e dinamiche dei TE, non sono stati ancora indagati gli effetti che l’eusocialità delle termiti “superiori” esercita sui TEs con la organizzazione di colonie guidate da una coppia reale o da comunque pochi riproduttori fra loro imparentati e conseguente produzione di genomi ampiamente inincrociati a ridotta variabilità genetica. Per tali indagini, verranno considerate le due sottospecie italiane R. lucifugus lucifugus e R. lucifugus corsicus (entità peninsulare la prima e prevalentemente insulare della Sardegna e della Corsica, la seconda) e come elementi trasponibili saranno studiati i SINE Talua, Truk e O32 di recente isolamento. Si intende procedere alla valutazione: i) dell’età di ciascuno dei tre elementi e della relativa attività; ii) del numero di copie di detti SINE, con particolare riguardo alla persistenza di copie recentemente mobilizzate; iii) dello studio della distribuzione genomica dei SINE in questione, attraverso l’analisi delle sequenze delle regioni fiancheggianti. I risultati di queste analisi permetteranno di: i) identificare i SINE maggiormente attivi e quindi più informativi circa i tassi di trasposizione al netto del controllo esercitato dal genoma ospite; ii) stabilire i tassi di persistenza tramite analisi della frequenza delle copie inserite di recente e di quelle inserite nel passato, e quindi individuare le copie mantenute che possono conferire un vantaggio per il genoma ospite; inoltre, il confronto tra le due sottospecie a diversa distribuzione e possibili differenti dinamiche di popolazione permetterà anche di valutare quanto la componente biologica (eusocialità) e i colli di bottiglia dovuti alla componente ecologica (insularità ed isolamento) abbiano potuto contribuire alle dinamiche dei TEs; iii) analizzare l’esistenza sia di regioni altamente preservate dalla inserzione di TE sia di regioni reservoir all’interno del genoma termitico ad accumulo preferenziale di TE così come l’associazione con altri elementi di tipo ripetuto. Il complesso di queste valutazioni comparate con quelle disponibili per organismi a mating system canonico può permettere di comprendere le strategie di sopravvivenza ed evoluzione dei TE e di chiarire il complesso rapporto tra la biologia degli elementi mobili e quella di organismi caratterizzati da inincrocio persistente, ciclico od occasionale. Le indagini verranno svolte tramite metodiche molecolari standard (isolamento DNA genomico, restrizione, produzione ed analisi di librerie genomiche, ibridazione di Southern e dot blot, sequenziamento). Per gli allineamenti, studi di sequenza, predizione di strutture secondarie, e ricerche in banche dati pubbliche saranno utilizzati i pacchetti informatici e i server più recenti.I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
