Caratterizzazione di promotori minimi per i geni di recettori olfattivi solitari nel genoma murino

Abstract A conclusive molecular explanation for the peculiar expression for the odorant receptor genes is still a challenge for researchers: out of more than 1000 odorant receptor genes, a single allele is expressed in each odorant sensory neuron. The major part of the odorant receptor genes are clustered together in the mouse genome, with some loci containing large numbers of such genes. To study them is problematic, due to functional redundancy and ambiguities in their regulatory elements. The aim of my PhD project is to characterize the promoters of those genes that reside outside from the genomic clusters, the solitary genes, and to understand whether these genes will provide a suitable model for the understanding of the transcriptional regulation of the other odorant receptor genes. For that purpose, I redefined the architecture of the odorant receptor genes repertoire, retrieving 8 intact solitary receptor genes. I defined their putative minimal promoters, and compared these sequences with those of the well-characterized model odorant genes as well as those of wild mice. I also produced putative in vivo-targeted GFP-tagged transgenic mouse lines for the solitary gene Olfr49. Riassunto L'approntamento di un modello molecolare che fornisca una spiegazione conclusiva sulle modalità d'espressione dei geni per i recettori olfattivi rappresenta ancor oggi una sfida per la comunità scientifica: dei mille e più geni per recettore olfattivo, un singolo allele è espresso da ciascun neurone sensoriale. Nel genoma murino, la maggioranza dei geni per recettore olfattivo è organizzata in ammassi il cui studio è complicato, a causa di ridondanze ed ambiguità funzionali tra le regioni regolatorie di questi. Alcuni loci contengono grandi quantità di geni che codificano recettori olfattivi. Lo scopo del mio progetto di dottorato è la caratterizzazione dei promotori di quei rari geni che risiedono all'esterno di tali ammassi genomici, geni che qui definiamo solitari, nonché l'individuazione, ove possibile, di uno o più geni solitari che possano fungere da modello per studi finalizzati alla comprensione del peculiare controllo trascrizionale cui i geni per recettore olfattivo sono soggetti. A tal fine, nel corso del mio progetto di ricerca ho ridefinito l'architettura genomica del repertorio murino di geni per recettore olfattivo, così identificando otto geni solitari intatti; ho localizzato i loro promotori putativi minimi, e comparato le sequenze di questi con quelle di promotori, ben caratterizzati, a controllo degli attuali geni modello per recettore olfattivo. Inoltre, ho confrontato i promotori putativi dei geni solitari con le loro controparti selvatiche, sequenze ottenute da esemplari prelevati in natura. Ho infine prodotto (con metodiche in vivo) linee di topi modificate, potenzialmente recanti inserzioni sito specifiche di una cassetta GFP quale marcatore d'espressione del gene solitario Olfr49.