Il DNA mitocondriale (mtDNA) rappresenta circa il 2% di tutto il contenuto in DNA della cellula e codifica per alcune proteine essenziali per il metabolismo mitocondriale e la produzione di ATP. Mutazioni ereditarie nel mtDNA possono portare a rare malattie di carattere prevalentemente neuromuscolare. Tuttavia una serie di mutazioni e delezioni non ereditarie dovute a danneggiamenti del mtDNA sono ritrovate spesso in tumori e un accumulo di mutazioni nel mtDNA è riportato avvenire con l'invecchiamento. Non è ancora chiaro quale sia l'importanza funzionale di tale accumulo di mutazioni del mtDNA nell'invecchiamento e nella longevità nell'uomo. Uno dei fattori chiave per il riparo del mtDNA è rappresentato dalla polimerasi gamma (pol gamma). È noto che la proteina p53, prodotto del gene Trp53, può traslocare al mitocondrio, dove può innescare il processo apoptotico. Recentemente è stato riportato che oltre a questa attività, p53 a livello mitocondriale può anche legare la pol gamma e modularne l'attività di riparo del mtDNA. Il gene Trp53 possiede diversi SNPs che determinano una serie di varianti alleliche. In particolare, il polimorfismo CG alla posizione 372 (codone 72) del gene nell'esone 4 determina una sostituzione aminoacidica Arginina-Prolina nella proteina. Questo polimorfismo è estremamente comune nella popolazione caucasica e le due varianti proteiche che ne derivano differiscono tra loro per una serie di caratteristiche, tra cui la capacità di traslocare al mitocondrio e di indurre apoptosi. È stato inoltre osservato che queste differenze risultano più accentuate con l'aumentare dell'età dei soggetti su cui vengono studiate. In particolare, la variante Prolina (p53P72) ha una localizzazione prevalentemente nucleare e possiede una maggiore capacità di indurre senescenza cellulare e riparo del DNA nucleare rispetto alla variante Arginina (p53R72), che invece si localizza maggiormente nei mitocondri ed è in grado di indurre più efficacemente apoptosi mitocondrio-mediata. In questo progetto di ricerca si vuole indagare se le due isoforme di p53 determinino una diversa stabilità del genoma mitocondriale, e se questo abbia o meno un'influenza sulla longevità umana. A questo scopo verranno eseguiti: - studi in vitro per verificare la capacità di legame alla pol gamma delle due isoforme di p53, la deplezione di mtDNA e la funzionalità mitocondriale dopo stress (rotenone o etidio bromuro), nonchè l'attività di riparo della pol gamma in cellule transdotte con l'una o l'altra delle due isoforme di p53; - studi in vivo per verificare se il polimorfismo al codone 72 di Trp53 determina un diverso accumulo di mutazioni al mtDNA in soggetti anziani e centenari a confronto con soggetti neonati. Per far ciò verrà sequenziato l'intero mtDNA di 40 soggetti neonati, 40 anziani (50/80 anni) e 40 centenari con diverso genotipo di Trp53 (20 omozigoti per l'allele p53R72 e 20 portatori dell'allele p53P72 per ogni gruppo di età).
Salvioli S. (2009). Ruolo del polimorfismo al codone 72 di Trp53 sull'attività di riparo dei danni al DNA mitocondriale (mtDNA): effetti sull'invecchiamento e la longevità nell'uomo.
Ruolo del polimorfismo al codone 72 di Trp53 sull'attività di riparo dei danni al DNA mitocondriale (mtDNA): effetti sull'invecchiamento e la longevità nell'uomo
SALVIOLI, STEFANO
2009
Abstract
Il DNA mitocondriale (mtDNA) rappresenta circa il 2% di tutto il contenuto in DNA della cellula e codifica per alcune proteine essenziali per il metabolismo mitocondriale e la produzione di ATP. Mutazioni ereditarie nel mtDNA possono portare a rare malattie di carattere prevalentemente neuromuscolare. Tuttavia una serie di mutazioni e delezioni non ereditarie dovute a danneggiamenti del mtDNA sono ritrovate spesso in tumori e un accumulo di mutazioni nel mtDNA è riportato avvenire con l'invecchiamento. Non è ancora chiaro quale sia l'importanza funzionale di tale accumulo di mutazioni del mtDNA nell'invecchiamento e nella longevità nell'uomo. Uno dei fattori chiave per il riparo del mtDNA è rappresentato dalla polimerasi gamma (pol gamma). È noto che la proteina p53, prodotto del gene Trp53, può traslocare al mitocondrio, dove può innescare il processo apoptotico. Recentemente è stato riportato che oltre a questa attività, p53 a livello mitocondriale può anche legare la pol gamma e modularne l'attività di riparo del mtDNA. Il gene Trp53 possiede diversi SNPs che determinano una serie di varianti alleliche. In particolare, il polimorfismo CG alla posizione 372 (codone 72) del gene nell'esone 4 determina una sostituzione aminoacidica Arginina-Prolina nella proteina. Questo polimorfismo è estremamente comune nella popolazione caucasica e le due varianti proteiche che ne derivano differiscono tra loro per una serie di caratteristiche, tra cui la capacità di traslocare al mitocondrio e di indurre apoptosi. È stato inoltre osservato che queste differenze risultano più accentuate con l'aumentare dell'età dei soggetti su cui vengono studiate. In particolare, la variante Prolina (p53P72) ha una localizzazione prevalentemente nucleare e possiede una maggiore capacità di indurre senescenza cellulare e riparo del DNA nucleare rispetto alla variante Arginina (p53R72), che invece si localizza maggiormente nei mitocondri ed è in grado di indurre più efficacemente apoptosi mitocondrio-mediata. In questo progetto di ricerca si vuole indagare se le due isoforme di p53 determinino una diversa stabilità del genoma mitocondriale, e se questo abbia o meno un'influenza sulla longevità umana. A questo scopo verranno eseguiti: - studi in vitro per verificare la capacità di legame alla pol gamma delle due isoforme di p53, la deplezione di mtDNA e la funzionalità mitocondriale dopo stress (rotenone o etidio bromuro), nonchè l'attività di riparo della pol gamma in cellule transdotte con l'una o l'altra delle due isoforme di p53; - studi in vivo per verificare se il polimorfismo al codone 72 di Trp53 determina un diverso accumulo di mutazioni al mtDNA in soggetti anziani e centenari a confronto con soggetti neonati. Per far ciò verrà sequenziato l'intero mtDNA di 40 soggetti neonati, 40 anziani (50/80 anni) e 40 centenari con diverso genotipo di Trp53 (20 omozigoti per l'allele p53R72 e 20 portatori dell'allele p53P72 per ogni gruppo di età).I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
