RICERCA ITALIANA     

Ruolo della chinasi polo-like Cdc5 nel processo di inattivazione del checkpoint da danno al DNA in lievito.

Università degli Studi di Milano

Abstract

Il danneggiamento del DNA costituisce una seria minaccia per il mantenimento dell’integrita’ del genoma per ogni essere vivente. Tutte le cellule eucariotiche possono attivare specifici sistemi di riparazione per far fronte alle lesioni al DNA ma, se le lesioni ai cromosomi non vengono opportunamente riparate, possono essere attivati meccanismi che riarrangiano il genoma della cellula, portando anche a gravi alterazioni dell’integrita’ genomica e di conseguenza all’incapacita’ di coordinare in modo organizzato tutti gli eventi del ciclo cellulare, tra cui la replicazione del DNA, la coesione e segregazione dei cromosomi. E’ ormai noto che l’alterazione di tali eventi e’ alla base dell’insorgenza del cancro nell’uomo.
In tutte le cellule eucariotiche si sono evoluti specifici sistemi, chiamati checkpoint, per coordinare opportunamente tutti gli eventi del ciclo cellulare. Un ruolo centrale nel meccanismo di trasduzione del segnale di danno al DNA e’ giocato da molteplici proteine chinasi che si attivano in modo sequenziale, regolando poi molteplici effettori che partecipano nei processi di riparazione del DNA e nel controllo della progressione del ciclo cellulare. Sebbene molti dettagli circa i meccanismi di generazione e trasduzione del segnale di danno al DNA siano stati chiariti, poco e’ noto circa i meccanismi che inattivano la via di checkpoint e che permettono la ripresa della progressione del ciclo cellulare dopo la fase di blocco da danno al DNA.
Il >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca

Achille Pellicioli Università degli Studi di MILANO

Obiettivo del Programma di Ricerca

Le proteine chinasi svolgono funzioni molto rilevanti in diversi aspetti del metabolismo della cellula, tra cui il controllo della progressione del ciclo cellulare e la risposta a danni al DNA. Questi due processi sono strettamente collegati tra di loro e regolati da meccansimi di sorveglianza, noti come checkpoint. Recentemente abbiamo dimostrato che la chinasi ciclina dipendente CDK1 di lievito, considerata vero e proprio motore del ciclo cellulare, gioca ruoli rilevanti nel promuovere meccanismi di riparazione specifici per le lesioni che causano la rottura del doppio filamento di DNA (Double strand break, DSB). Abbiamo inoltre dimostrato che il processamento nucleolitico della lesione DSB, promosso dalla chinasi CDK1, causa attivazione delle proteine chinasi di checkpoint Mec1 e Rad53 (ATM e Chk2 nelle cellule di uomo) quando alcuni processi di riparazione portano all’accumulo di estese regioni di DNA a singolo filamento.
L’obiettivo piu’ importante del nostro progetto e’ quello di studiare i meccanismi molecolari responsabili dell’attivazione e inattivazione di alcune proteine chinasi coinvolte nella rete di trasduzione del segnale di danno al DNA. In particolare, intendiamo: i) capire come vengono reciprocamente regolate le attivita’ delle chinasi CDK1 e Cdc5 in presenza di danni al DNA; ii) studiare il ruolo di Cdc5 nel promuovere l’inattivazione del checkpoint da danno al DNA e la ripresa del ciclo cellulare; iii) identificare e caratterizzare i bersagli >>>

Durata

24 mesi

Base di partenza scientifica nazionale o internazionale

Il mantenimento di una corretta informazione genetica è fondamentale per la vita della cellula e la sopravvivenza degli organismi. Pertanto, il danneggiamento del DNA, dovuto ad eventi fisiologici spontanei, radiazioni o mutageni chimici, deve essere riconosciuto ed efficientemente riparato. Lesioni sul DNA che non vengono riparate o sono riparate in modo scorretto possono causare instabilità genetica, mutazioni e cancro(Hartwell et al., 1994; Kastan and Bartek, 2004).
Il presente progetto di ricerca ha lo scopo di studiare i meccanismi molecolari del processo che permette alla cellula di ripristinare una corretta progressione del ciclo cellulare dopo una fase di arresto causata da danni al DNA.
E’ noto, infatti, che, se vengono introdotti danni sui cromosomi, la progressione del ciclo cellulare in una cellula eucariotica può venire temporaneamente arrestata per permettere a specifici sistemi di riparazione di rimuovere la lesione sul DNA. Tale risposta cellulare, chiamata anche checkpoint, è geneticamente controllata ed è organizzata come un processo di trasduzione del segnale attraverso l’attivazione di una cascata di molteplici fattori in risposta a lesioni sul DNA(Weinert, 1998). Le proteine di checkpoint sono ben conservate dal lievito all’uomo, suggerendo che l’organizzazione di base della risposta cellulare ai danni al DNA è stata conservata nel corso dell’evoluzione.
Il lievito Saccharomyces certevisiae, è un organismo modello ideale per studi >>>