Ruolo del fattore di trascrizione Orthopedia (Otp) nello sviluppo dell'ipotalamo dei vertebrati

L'ipotalamo neuroendocrino è la sede di regolazione ed integrazione delle principali funzioni dell'organismo (omeostasi corporea, regolazione dei meccanismi di fame, sete e freddo, ritmi circadiani, corretto sviluppo e riproduzione) oltre che essere profondamente coinvolto nella determinazione del comportamento. Il gene Orthopedia (Otp) codifica per un fattore trascrizionale fondamentale per la corretta maturazione dell¿ipotalamo neuroendocrino di mammifero durante lo sviluppo embrionale. Allo scopo di elucidarne le funzioni molecolari, abbiamo intrapreso lo studio del gene Otp mediante l'utilizzo di diversi sistemi modello, quali sistemi cellulari in vitro e sistemi embrionali in vivo. In quest'ultimo caso abbiamo isolato due omologhi di Otp in zebrafish (otp1 e otp2) e analizzato i loro profili d'espressione durante lo sviluppo embrionale. Tramite esperimenti di overespressione e silenziamento genici abbiamo individuato interazioni a livello molecolare tra otp1 e le vie di segnalazione di sonic hedgehog (shh), nodal e fibroblast growth factor (fgf8). Abbiamo inoltre dimostrato come otp1 sia fondamentale per lo sviluppo dei neuroni catecolaminergici diencefalici. Studi sulla linea tumorale umana PFSK-1, transfettata in modo stabile con un cDNA chimerico codificante per la proteina OTP umana fusa alla proteina reporter GFP (Green Fluorescent Protein), ci hanno consentito di identificare un segnale funzionale di localizzazione nucleare e due segnali funzionali di esporto nucleo/citoplasma (segnali evolutivamente conservati in Otp di protostomi e deuterostomi). È di fondamentale importanza quindi verificare che il fenomeno di "shuttling" nucleo/citoplasma si riscontri anche in vivo, seguendo la localizzazione subcellulare della proteina durante lo sviluppo embrionale di zebrafish, e cercare di comprenderne il significato funzionale (i.e. meccanismo regolativo delle dinamiche di accensione e spegnimento dei geni target). La linea cellulare Otp+ verrà inoltre utilizzata per l¿analisi di espressione genica mediante microarray allo scopo di individuare i geni target di Otp.