Le ascidie sono organismi sessili marini appartenenti al Subphylum Tunicata ed insieme ai Cephalochordata e ai Vertebrata costituiscono il Phylum Chordata. Questi animali si sviluppano attraverso una larva giriniforme, con una organizzazione corporea tipica da cordato. Ciona intestinalis è la specie più studiata ed è ormai considerata un nuovo organismo modello in studi riguardanti lo sviluppo, il differenziamento e l'anatomia del sistema nervoso centrale (SNC) e periferico (SNP). E' noto che la determinazione dei neuroni del SNP di C. intestinalis coinvolge il signaling Delta/Notch (Akanuma et al., 2002) con un meccanismo simile a quello presente sia in Drosophila che nei vertebrati. Durante lo sviluppo embrionale, il ligando Delta, prodotto da alcune cellule del neuroectoderma, attiva il recettore di membrana Notch nelle cellule circostanti, determinando il loro differenziamento in cellule epidermiche. Le proteine POU sono una famiglia di fattori di trascrizione implicati nel differenziamento neurale. I geni POU sono molto numerosi e vengono suddivisi in 6 classi. Dall'analisi del genoma di C. intestinalis è emerso che nell'ascidia sono presenti tre geni di tipo POU (Imai et al., 2002). Il nostro gruppo di ricerca ha clonato il gene POU-IV di Ciona (Candiani et al. 2005) e ha individuato la presenza di due trascritti alternativi, una condizione simile a quella nota in zebrafish e topo (Latchman, 1999; DeCarvalho et al., 2004).
Lo scopo del progetto sarà di effettuare uno studio funzionale del gene Ci-POU-IV per comprendere il ruolo di questo fattore di trascrizione nella determinazione della componente sensoriale del sistema nervoso dell'ascidia. Inoltre si cercherà di stabilire quale relazione esiste tra Ci-POU-IV e la via di segnale di Delta/Notch.
Si procederà al silenziamento dell'espressione dei due trascritti mediante microiniezioni di oligonucleotidi Morpholino e alla valutazione dei fenotipi risultanti, allo scopo di comprendere se e come verrà perturbato il differenziamento neuronale.
Saranno fatti esperimenti di immunocolorazione con anticorpi in grado di evidenziare i neuroni del SNP e quelli del SNC. L'osservazione al microscopio confocale consentirà di stabilire eventuali anomalie nella disposizione e nel numero degli elementi del sistema nervoso rispetto ai controlli. In parallelo, si effettueranno ibridazioni in situ con sonde di geni espressi in specifiche popolazioni neurali.
Al termine di questo progetto, ci si attende di poter stabilire quale ruolo giocano i due trascritti del gene Ci-POU-IV nel differenziamento del sistema nervoso periferico di C. intestinalis e quale meccanismo di regolazione lega la via di segnale Delta/Notch all'espressione di Ci-POU-IV. In questo modello sperimentale, sarà interessante valutare quali regioni del sistema sensoriale siano sotto il diretto controllo del fattore POU-IV, per capire se esistono omologie funzionali rispetto a quanto noto nei vertebrati.