MACROMOLECOLE SECRETE E DI MEMBRANA COINVOLTE NELLA RISPOSTA IMMUNITARIA DI TELEOSTEI ANTARTICI

Lࢠittiofauna antartica si àƒ¨ evoluta attraverso un lungo periodo di isolamento geografico e climatico, durante il quale i pesci hanno sviluppato speciali adattamenti che in alcuni casi rendono questi organismi unici. Precedenti risultati hanno mostrato che i teleostei antartici rappresentano, a causa della loro peculiare posizione filogenetica e dei loro adattamenti fisiologici alle basse temperature, dei modelli fondamentali per studi di biologia evoluzionistica, biologia applicata e biologia ambientale. Obiettivo di questo progetto di tesi di dottorato àƒ¨ stato lo studio dellࢠadattamento evolutivo dei teleostei antartici mediante la caratterizzazione strutturale della molecola immunoglobulinica che svolge un ruolo chiave nella risposta immunitaria. LࢠImmunoglobulina (Ig) consiste di due catene peasanti e di due catene leggere; àƒ¨ presente in due forme: una secreta e lࢠaltra inserita nella membrana cellulare, le cui catene pesanti sono entrambe codificate dallo stesso gene. L'analisi della regione transmembrana delle Ig delle specie antartiche e di specie appartenenti a diverse classi di vertebrati ha permesso di identificare un motivo universale conservato in tutti gli isotipi di catene pesanti di tutte le classi di vertebrati. Tale motivo àƒ¨ caratteristico per la molecola Ig ed àƒ¨ statisticamente assente nei tratti in ?-elica di tutte le altre proteine di membrana. Gli studi di Dinamica Molecolare hanno suggerito la funzione di alcuni residui di tale motivo; in particolare, l'interazione tra due residui di fenilalanina sembra essere la forza trainante dell'associazione delle catene pesanti all'interno della membrana cellulare. Questo tipo di associazione non àƒ¨ stato descritto in altre proteine di membrana e potrebbe essere coinvolto nel complesso meccanismo di trasduzione del segnale che coinvolge il BCR Nel mio lavoro di tesi di dottorato, i dati ottenuti in alcune specie di Nototenioidei, dal gruppo di ricerca nel cui laboratorio ho svolto il mio lavoro di dottorato, sono stati estesi ad altre specie dello stesso sottordine sia antartiche che periantartiche, collezionando sequenze di cDNA di catene leggere e pesanti e sequenze genomiche di catena pesante. In particolare il tema centrale àƒ¨ stato quello di capire a livello molecolare il meccanismo di splicing atipico del trascritto primario codificante la forma di membrana della catena pesante delle Ig di C. hamatus. Lࢠanalisi genomica del locus codificante la catena pesante di C. hamatus ha svelato una struttura del tutto particolare. La presenza contemporanea di una regione nucleotidica e della sua antiparallela ripetuta un numero variabile di volte a seconda della specie, sembra essere una caratteristica unica dei teleostei antartici. Tale caratteristica determina il meccanismo di processamento atipico del trascritto primario. Lࢠanalisi chimico-fisica di un RNA sintetico corrispondente alla regione del trascritto primario interessata allo splicing, ci ha permesso di individuare una struttura secondaria a doppia elica dellࢠRNA, responsabile del meccanismo di processamento atipico. La mia ricerca ha dimostrato la validitàƒ di usare approcci differenziati allo studio di una molecola: sono stati usati metodi di biochimica e biologia molecolare; sono state condotte caratterizzazioni chimico-fisiche ed utilizzati approcci computazionali sia per lࢠanalisi delle sequenze nucleotidiche ed amminoacidiche che per le elaborazioni strutturali. Il risultato complessivo consiste nella identificazione di specificitàƒ , relazionabili allࢠadattamento evolutivo non solo a livello proteico ma anche a livello genomico e trascrizionale.