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INIZIO_TESTO_DA_INDICIZZARE

PROGRAMMA DI RICERCA 2004

italiano - english
Programmi di ricerca simili:
Classificazione scientifico-disciplinare
Classificazione brevettuale
  • CHEMISTRY; METALLURGY
    • BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
      • MICRO-ORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF (biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, containing micro-organisms, viruses, microbial fungi, enzymes, fermentates or substances produced by or extracted from micro-organisms or animal material A01N63/00; food compositions A21, A23; medicinal preparations A61K; chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings, absorbent pads or surgical articles A61L; fertilisers C05); PROPAGATING, PRESERVING OR MAINTAINING MICRO-ORGANISMS (preservation of living parts of humans or animals A01N1/02); MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA (micro-biological testing media C12Q)
Classificazione geografica
Bibliografia
1) McPherron A.C. & Lee S.J. (1997) Double muscling in cattle due to mutations in the myostatin gene. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94, 12457-61.
2) McPherron A.C. et al. (1997) Regulation of skeletal muscle mass in mice by a new TGF-β superfamily member. Nature 387, 83-90.
3) Jagoe R.T. et al. (2001) What do we really know about the ubiquitin-proteasome pathway in muscle atrophy? Curr. Opin. Clin. Nutr. Metab. Care. 4, 183-190.
4) Schiaffino S. & Serrano A. (2002) Calcineurin signaling and neural control of skeletal muscle fiber type and size. Trends Pharmacol. Sci. 23, 569-75.
5) Glass D.J. (2003) Signalling pathways that mediate skeletal muscle hypertrophy and atrophy. Nat. Cell Biol. 5, 87-90.
6) Scott P.H. et al. (1998) Evidence of insulin-stimulated phosphorylation and activation of the mammalian target of rapamycin mediated by a protein kinase B signaling pathway. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95, 7772-77.
7) Bodine S.C. et al. (2001) Identification of ubiquitin ligases required for skeletal muscle atrophy. Science 23, 1704-08.
8) Gomes M.D. et al. (2001) Atrogin-1, a muscle-specific F-box protein highly expressed during muscle atrophy. Proc. Natl. Acad. Scie. USA 98, 14440-45.
9) Brancaccio M. et al. (1999) Melusin is a new muscle-specific interactor for beta(1) integrin cytoplasmic domain. J. Biol. Chem. 274, 29282-87.
10) Brancaccio M. et al. (2003) Chp-1 and melusin, two CHORD containing proteins in vertebrates. FEBS Lett. 551,47.
11) Faulkner G. et al. (2000) FATZ, a filamin-, actinin-, and telethonin-binding protein of the Z-disc of skeletal muscle. J. Biol. Chem. 275, 41234-42.
12) Frey N. et al. (2000). Calsarcins, a novel family of sarcomeric calcineurin-binding proteins. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 97, 14632-37.
13) Frey N. & Olson E.N. (2002) Calsarcin-3, a novel skeletal muscle-specific member of the calsarcinfamily, interacts with multiple Z-disc proteins. J. Biol. Chem. 277, 13998-14004.
14) Robinson P.A. et al. (2003) Skeletal muscle LIM protein 1 regulates integrin-mediated myoblast adhesion, spreading, and migration. Am. J. Physiol. Cell. Physiol. 284, 681-95.
15) McGrath M.J. et al. (2003) Skeletal muscle LIM protein 1 (SLIM1/FHL1) induces alpha 5 beta 1-integrin-dependent myocyte elongation. Am. J. Physiol. Cell. Physiol. 285, 1513-26.
16) Berditchevski F. et al. (2001) Complexes of tetraspanins with integrins: more than meets the eye. J. Cell. Sci. 114, 4143-51.
17) Zhang X.A. (2001) Transmembrane-4 superfamily proteins associate with activated protein kinase C (PKC) and link PKC to specific beta(1) integrins. J. Biol. Chem. 276, 25005-13.
18) Kemp T.J. et al. (2000) Identification of Ankrd2, a novel skeletal muscle gene coding for a stretch-responsive ankyrin-repeat protein. Genomics 66, 229-41.
19) Pallavicini A. et al. (2001). Characterization of human skeletal muscle Ankrd2. Biochem. Biophys. Res. Comm. 285, 378-86.
20) Baumeister A. et al. (1997) Accumulation of muscle ankyrin repeat protein transcript reveals local activation of primary myotube endocompartments during muscle morphogenesis. J. Cell Biol. 139, 1231-42.
21) Zou Y. et al. (1997) CARP, a cardiac ankyrin repeat protein, is downstream in the Nkx2-5 homeobox gene pathway. Development 124, 793-804
22) Hunter R.B. et al. (2002) Activation of an alternative NF-kappaB pathway in skeletal muscle during disuse atrophy. FASEB J. 16, 529-38.
23) Salamon M. et al. (2003) Human MYO18B, a novel unconventional myosin heavy chain expressed in striated muscles moves into the myonuclei upon differentiation. J. Mol. Biol. 326, 137-49.
24) Campanaro S. et al. (2002) Gene expression profiling in dysferlinopathies using a dedicated muscle microarray. Hum. Mol. Genet. 11, 3283-98.
25) Knudsen S. (1999) Promoter 2.0: for the recognition of PolII promoter sequences. Bioinformatics 15, 356-61.
26) Bussemaker H.J. et al. (2001) Regulatory element detection using correlation with gene expression. Nature Genet. 27, 167-71.
27) Liu Y. et al. (2004) Different skeletal muscle HSP70 responses to high-intensitystrength training and low-intensity endurance training. Eur J Appl Physiol, 91, 330.
28) Kemi O.J. et al. (2002) Intensity-controlled treadmill running in mice: cardiac and skeletal muscle hypertrophy. J Appl Physiol, 93, 1301.
29) Musaro A. et al. (2001) Localized Igf-1 transgene expression sustains hypertrophy and regeneration in senescent skeletal muscle, Nat Genet, 27, 195.
30) Mir L.M. et al. (1999) High-efficiency gene transfer into skeletal muscle mediated by electric pulses. Proc Natl Acad Sci U S A, 96, 4262.
31) Paul A.C. & Rosenthal N. (2002) Different modes of hypertrophy in skeletal muscle fibers. J Cell Biol, 156, 751.
32) Price S.R. et al. (1996) Muscle wasting in insulinopenic rats results from activation of the ATP-dependent, ubiquitin-proteasome proteolytic pathway by a mechanism including gene transcription. J Clin Invest, 98, 1703.
33) Betz W.J. et al. (1980) Sprouting of active terminals in partially inactive muscles of the rat. J. Physiol. 303, 281-97.
34) Midrio M. et al. (1998) Lack of type 1 and type 2A myosin heavy chain isoforms in rat slow muscle regenerating during chronic nerve block. Muscle & Nerve 21, 226-32.
35) Megighian A. et al. (2001) Nerve control of type 2A myosin heavy chain isoform expression in regenerating slow skeletal muscle. Muscle & Nerve 24, 47-53.
36) Zarzhevsky N. et al. (2001) Capacity for recovery and possible mechanisms in immobilization atrophy of young and old animals. Ann. N. Y. Acad. Sci. 928, 212-25.
37) Brancaccio M. et al. (2003) Melusin, a muscle-specific integrin beta1-interacting protein, is required to prevent cardiac failure in response to chronic pressure overload. Nat. Med. 1, 68-75.
38) Ihlemann J. et al. (1999) Effect of tension on contraction-induced glucose transport in rat skeletal muscle. Am. J. Physiol. 277, 208-14.
39) Boppart M.D. (2001) Static stretch increases c-Jun NH2-terminal kinase activity and p38 phosphorylation in rat skeletal muscle. Am. J. Physiol. Cell Physiol. 280, 352-8.

40) Faulkner G. et al. (1999) ZASP: a new Z-band alternatively spliced PDZ-motif protein. J. Cell Biol. 146, 465-75.
41) Bodine S.C. et al. (2001) Akt/mTOR pathway is a crucial regulator of skeletal muscle hypertrophy and can prevent muscle atrophy in vivo. Nat Cell Biol, 3, 1014.
42) Rommel C. et al. (2001) Mediation of IGF-1-induced skeletal myotube hypertrophy by PI(3)K/Akt/mTOR and PI(3)K/Akt/GSK3 pathways. Nat Cell Biol, 3, 1009.
43) Clark M.S. & Feeback D.L. (1996) Mechanical load induces sarcoplasmic wounding and FGF release in differentiated human skeletal muscle cultures. Faseb J, 10, 502.
44) Bonci D. et al. (2003) 'Advanced' generation lentiviruses as efficient vectors for cardiomyocyte gene transduction in vitro and in vivo. Gene Ther, 10, 630.
45) Sadoshima J. et al. (1993) Autocrine release of angiotensin II mediates stretch-induced hypertrophy of cardiac myocytes in vitro. Cell, 75, 977.
46) Semsarian C. et al. (1999) Insulin-like growth factor (IGF-I) induces myotube hypertrophy associated with an increase in anaerobic glycolysis in a clonal skeletal-muscle cell model, Biochem J. 339, 443.
47) Irwin W. et al. (2002) Bupivacaine myotoxicity is mediated by mitochondria. J Biol Chem, 277, 12221.
48) Takahashi A. et al. (2003) HSP90 interacts with RAR1 and SGT1 and is essential for
RPS2-mediated disease resistance in Arabidopsis. Proc Natl Acad Sci U S A, 100, 11777.
49) Pratt W.B. & Toft D.O. (2003) Regulation of signaling protein function and trafficking by the hsp90/hsp70-based chaperone machinery, Exp Biol Med (Maywood). 228, 111.
50) Xu W. et al. (2003) The heat shock protein 90 inhibitor geldanamycin and the ErbB inhibitor ZD1839 promote rapid PP1 phosphatase-dependent inactivation of AKT in ErbB2 overexpressing breast cancer cells. Cancer Res, 63, 7777.
Parole Chiave
MUSCOLO SCHELETRICO; RETI GENICHE; ATROFIA-IPERTROFIA; PROFILI D'ESPRESSIONE GENICA; SSEGNALAZIONE INTRACELLULARE; PROTEINE DELLO SHOCK TERMICO; PROTEINE CHORD; PROTEINE DELLA STRIA ZETA; MICROARRAYS

Analisi funzionale di reti geniche coinvolte nella risposta del muscolo scheletrico agli stimoli differenziativi, meccanici e di stress

Università degli Studi di Padova
Abstract
Il muscolo scheletrico è un tessuto altamente specializzato composto da fibre multinucleate che originano dal differenziamento e successiva fusione di speciali cellule dette mioblasti. Ciononostante, anche negli organismi adulti, questo tessuto mantiene una generale capacità di risposta ad una varietà di stimoli esterni che possono produrre forti cambiamenti nella sua funzionalità e struttura. Il muscolo può arrivare a due condizioni limite, dopo i cambiamenti indotti da questi stimoli, che vengono definiti come atrofia ed ipertrofia. Da entrambe queste condizioni però il muscolo può ritornare in molti casi alle condizioni fisiologiche normali, attraverso ulteriori adattamenti e cambiamenti.
In questi ultimi anni sono stati compiuti progressi significativi nella comprensione delle basi molecolari che hanno portato alla scoperta nelle cellule muscolari di alcune vie di segnale che sono coinvolte nella regolazione delle risposte del tessuto che conducono all'atrofia/ipertrofia.
Ad ogni modo, il quadro di questi processi non appare così semplice e l'impressione generale è che possano esistere molte forme diverse di atrofia ed ipertrofia nelle quali il tessuto muscolare può evolvere. Perciò i passaggi che il muscolo può seguire in questi cambiamenti e le vie di segnale che giocherebbero un ruolo potrebbero essere molto complessi, considerando anche il fatto della regolazione molto fine che questo tessuto sembra poter applicare nel controllo del suo stato >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Gerolamo LANFRANCHI Università degli Studi di PADOVA
Obiettivo del Programma di Ricerca
Lo scopo generale del lavoro sperimentale delineato nella presente proposta è quello di arrivare ad una completa caratterizzazione funzionale di un gruppo di proteine muscolari, per le quali sono già stati raccolti indizi consistenti di un loro importante coinvolgimento nelle reti di segnali che controllano l'evoluzione del muscolo verso condizioni di atrofia ed ipertrofia. Saranno utilizzati da noi una serie di approcci sperimentali che vanno dalle tecniche tradizionali di biologia cellulare e molecolare a quelli più innovativi di genomica funzionale (microarray e animali transgenici). A questo proposito, la collaborazione fra i ricercatori delle due Unità partecipanti è da considerarsi un valore aggiunto per il raggiungimento degli obiettivi proposti, poiché i due gruppi di ricerca metteranno in comune per i lavori del presente progetto attrezzature, tecnologie ed expertise che hanno sviluppato con successo in modo indipendente. Lo studio di sei proteine muscolari è l'obiettivo specifico del progetto e noi pensiamo che due anni di lavoro sperimentale, così come è disegnato nel piano dettagliato, saranno sufficienti ad ottenere un numero d'informazioni tale da chiarire il ruolo delle proteine nella plasticità del tessuto muscolare. Alcuni di questi geni sono già parzialmente connessi a reti di segnali conosciute ed importanti per la regolazione del trofismo muscolare. La fondata speranza è che studiando in dettaglio il ruolo funzionale di questi geni candidati, si possa >>>

Risultati parziali attesi
I risultati parziali che si pensa di ottenere con il lavoro sperimentale delle due Unità di ricerca, dopo l'ultimazione della prima fase del progetto sono schematicamente riassunti qui di seguito:
- Definizione dei profili d'espressione dei geni candidati in differenti tipi e stadi differenziativi di muscolo;
- Definizione della struttura del promotore e della regolazione dei geni candidati;
- Definizione della localizzazione cellulare delle proteine prodotte dai geni in studio;
Definizione degli effetti molecolari del silenziamento e sovraespressione dei geni candidati in modelli animali di atrofia ed ipertrofia muscolare.
- Analisi del ruolo di melusina e chp-1 nell'ipertrofia del muscolo scheletrico;
- Definizione del ruolo di melusina nell'atrofia muscolare;
- Definizione del ruolo di melusina e chp-1 nell'ipertrofia del muscolo scheletrico.I risultati parziali che si pensano di ottenere con il lavoro sperimentale delle due Unità di ricerca, dopo la conclusione della seconda fase del progetto sono schematicamente riassunti qui di seguito:
- Definizione dei profili d'espressione genica del muscolo in progressione atrofica con l'utilizzo di piattaforme microarray genome-wide;
- Determinazione del coinvolgimento dei geni candidati nella risposta alla stimolazione in esperimenti con fibre muscolari isolate;
Definizione delle interazioni proteiche delle proteine candidate con il sistema del doppio ibrido in >>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
Il muscolo scheletrico rappresenta un tessuto plastico e dinamico in quanto risponde alle diverse condizioni fisiologiche e patologiche dell'organismo con cambiamenti profondi del suo metabolismo, della sua forma e della sua struttura. Questa plasticità è mediata da una serie di vie di trasduzione del segnale che coinvolgono un gran numero di componenti che sfociano in una modulazione specifica dell'espressione genica dei mionuclei. Dal punto di vista macroscopico si possono identificare due condizioni di questo tessuto: l'atrofia e l'ipertrofia. I tessuti muscolari possono raggiungere questi due stati solo temporaneamente in quanto il ritorno alla situazione fisiologica normale è possibile attraverso ulteriori cambiamenti delle cellule muscolari. Il muscolo scheletrico può diventare atrofico o ipertrofico in risposta a stimoli che provengono dall'ambiente extracellulare o come conseguenza di difetti molecolari di geni specifici. Per esempio, lo stiramento meccanico causato dall'esercizio è fondamentale per il controllo della dimensione delle fibre e della loro composizione portando alla condizione di ipertrofia; mutazioni specifiche nel gene della miostatina, un membro della famiglia dei fattori di crescita di trasformazione beta, è stato associato con un aumento della massa muscolare in bovini e topi transgenici (1, 2). Viceversa, l'atrofia muscolare può insorgere come conseguenza di diversi fattori come la denervazione, il danno muscolare, trattamenti farmacologici o a >>>