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Neuro-epigenetica  

Laboratorio di neuro-epigenetica

 

Descrizione generale

Il nostro laboratorio è interessato allo studio dei meccanismi molecolari che regolano l’espressione genica di cellule neuronali determinandone fenotipo e funzione. Partendo dalla caratterizzazione del fattore di trascrizione REST/NRSF (considerato un regolatore “master” del differenziamento neuronale) e dal meccanismo con cui questo silenzia la trascrizione di geni neuronali in cellule non neuronali, abbiamo identificato tra i suoi cofattori, la prima istone demetilasi flavino-dipendente, Lysine-Specific Demethylase 1, LSD1. Lavorando in collaborazione con il laboratorio del prof. Andrea Mattevi abbiamo caratterizzato diverse proprietà biochimico-funzionali di questa demetilasi. In particolare abbiamo dimostrato che LSD1 è in grado di “leggere” il codice istonico e grazie all’analisi cristallografica, abbiamo svelato le basi strutturali/molecolari di tale proprietà. Inoltre LSD1, per la sua natura di enzima, rappresenta un ideale target farmacologico verso il quale stiamo sviluppando nuovi inibitori in grado di interferire con la sua attività regolatoria.

Recentemente abbiamo identificato una isoforma di splicing neurospecifica, neuroLSD1, che agisce contrastando l’attività di repressore trascrizionale di LSD1. NeuroLSD1 rappresenta un esempio unico di enzima epigenetico esclusivamente neuronale, in grado di modulare la sua attività in risposta a specifici stimoli neuronali rappresentando pertanto un modulatore epigenetico strumentale alla plasticità neuronale, ossia a quel processo che permette al cervello di essere modificato dall’esperienza. Questa scoperta è alla base delle due principali linee di ricerca attualmente in atto in laboratorio.

 

Principale attività di ricerca

-Un progetto si prefigge di capire in che modo lo splicing alternativo nel cervello aumenti la possibilità di modulare l’attività regolatorio/epigenetica di LSD1 e come questa contribuisca all’acquisizione ed al mantenimento del fenotipo neuronale.

-Abbiamo evidenziato che nel cervello, il corretto equilibrio tra livelli di isoforma LSD1 e neuroLSD1 è importante nel regolare l’eccitabilità neuronale. Quando questi rapporti sono alterati possono rappresentare un evento patogenetico associato a disordini neurologici e neuropsichiatrici. Un secondo progetto si prefigge pertanto di chiarire il ruolo omeostatico dello splicing neurospecifico di LSD1 oltre che di indagare nuove strategie terapeutiche basate sulla modulazione in vivo dei livelli di neuroLSD1.   

 

Progetti Finanziati

  • Progetto Bandiera CNR-EPIGEN 2012-1015 (http://www.epigen.it/participants)
    Titolo “Meccanismi epigenetici di Plasticità e Maturazione neuronale.
    Ruolo nel progetto: Principal Investigator e coordinatore di un progetto multicentrico.
  • CARIPLO 2009-2012 Titolo: “A multilevel approach to study neuronal and synaptic development: two processes impaired in mental retardation.”
    Ruolo nel progetto: Principal Investigator e coordinatore di un progetto multicentrico

  • PRIN 2009-2011 Titolo: “Alternative splicing and epigenetic drugs to interfere with the activity of the histone demethylase LSD1 in vivo”.
    Ruolo nel progetto: Cordinatore di unità

  • PRIN 2004-2006 Titolo: “Enzyme complexes action on biogenic amines involved in neurotrasmitter matabolism and chromatin remodeling”.
    Ruolo nel progetto: Coordinatore di unità

  • PRIN 2006-2008. Titolo: “Structural properties and functional activities in a chromatin remodeling nuclear complex”.
    Ruolo nel progetto: Coordinatore di unità

  • PUR2009 Titolo “Ruolo dello splicing nel regolare l'attività epigenetica di Lysine Specific Demethylase 1, LSD1, nel sistema nervoso.”
    Ruolo nel progetto: Principal Investigator

  • TELETHON Grant numero GGP07078, 2007-2009. Titolo: “Dissecting the epigenetic features at the basis of facioscapolohumeral dystrophy (FSHD)”.
    Ruolo nel progetto: Coordinatore di unità

  • MINISTERO DEGLI ESTERI (MAE), JOINT MOBILITY PROJECTS FOR THE EXCHANGE OF RESEARCHERS 2008-2010 Titolo “Characterization of the epigenetic mechanism modulated by the histone demethylase LSD1 in the nervous system”.
    Ruolo nel progetto: Principal Investigator

     

Composizione del gruppo di ricerca

Composizione del gruppo: Elena Battaglioli (ricercatore confermato BIO/13), Francesco Rusconi (Biologo, assegnista di ricerca UNIMI); Emanuela Toffolo (Tecnico e attualmente dottoranda del corso di Medicina Molecolare e Traslazionale). In laboratorio sono abitualmente ospitati tirocinanti del corso di laurea triennale in Biotecnologie Mediche e magistrale in Biotecnologie Mediche e Medicina Molecolare.

 

Contatto

Elena Battaglioli (E-mail: Elena.battaglioli@unimi.it)
Skype: elenabattaglioli
Telefono: 0250315859 o 0250315844

 

Ubicazione

Via Viotti 3/5, 20133 Milano

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