Predizione ¿in silico¿ e verifica sperimentale del processo di trascrizione mitocondriale in rappresentanti di deuterostomi
Progetto Il raggruppamento dei deuterostomi racchiude pochi phyla, quali Chordata, Hemichordata, Echinodermata e gli organismi marini del genere Xenoturbella. A tale raggruppamento appartengono numerosi organismi modello, usati come sistemi di riferimento nei più diversi campi della biologia. Per molti di questi organismi è in corso, o è stato recentemente completato da parte della Comunità Scientifica, sono in corso progetti di analisi del trascrittoma con produzione di sequenze EST (Expressed Sequence Tags).
Nell¿ambito degli studi di genomica comparata, il genoma mitocondriale (mtDNA) è un ottimo sistema modello in quanto è un genoma piccolo, sequenziato in moltissimi organismi, ed è stato oggetto di numerosi studi evolutivi. Tuttavia, il meccanismo di trascrizione di tale genoma è stato dettagliatamente studiato solo in uomo e topo, e parzialmente analizzato in Drosophila e nel riccio di mare. La conoscenza del meccanismo di trascrizione e maturazione dei trascritti mitocondriali è fondamentale per poter spiegare adeguatamente alcune caratteristiche della dinamica evolutiva del mtDNA.
Grazie alla disponibilità di EST, è ora possibile ricostruire ¿in silico¿ il processo di trascrizione mt usando le EST trascritte dal mtDNA, cioè altamente simili a sequenze mitocondriali (mt-like). Il progetto si propone di utilizzare EST mt-like per due scopi: (1) per le specie per le quali la sequenza completa del mtDNA è già nota, determinare i limiti dei trascritti mitocondriali, sia precursori che maturi, ridefinire i limiti degli rRNA e mappare elementi biologicamente importanti sul mtDNA; (2) per le specie per le quali non è disponibile alcuna sequenza mt, predire la sequenza mitocondriale, parziale o intera. Sarà messa a punto una procedura bioinformatica di analisi delle EST mt-like, leggermente differente in funzione dello scopo che ci si prefigge di raggiungere. Saranno quindi sviluppati una serie di programmi e di ¿protocolli¿ bioinformatici in grado di selezionare, confrontare e allineare EST mt-like sia tra loro che rispetto a mtDNA completi eventualmente disponibili. Quindi, a partire da tali EST, saranno ricostruite sequenze consensus corrispondenti a trascritti mitocondriali precursori e/o maturi e sarà definita una procedura di annotazione automatica dei consensus costruiti. I dati ottenuti renderanno inoltre possibile presentare delle ipotesi sul meccanismo di trascrizione mitocondriale nel suo complesso. L¿intera procedura bioinformatica sarà automatizzata e messa così a disposizione della Comunità Scientifica. I dati di trascrizione mitocondriale ricostruiti per cordati basali quali l¿ascidia Ciona intestinalis e l¿anfiosso Branchiostoma floridae, saranno inoltre confermati sperimentalmente tramite RT-PCR. In queste analisi sperimentali sarà data precedenza alla determinazione dei limiti precisi dei trascritti maturi per RNA ribosomiali, essendo tali geni comunemente identificati sul mtDNA sulla base dei semplici limiti dei geni fiancheggianti.