Carninci Group

Genomica

Carninci Group

Negli ultimi anni, gli studi genomici hanno identificato molteplici funzioni per il genoma e il trascrittoma non codificanti (non-coding genome; non-coding trascriptome), compresa la regolazione dell’espressione genica in tutte le cellule, i tessuti e gli organi. Tuttavia, abbiamo ancora molto da imparare. Un’adeguata regolazione genica, come il dosaggio dell’espressione genica in ogni cellula, è un fattore chiave in condizioni di salute così come di malattia. Per comprendere appieno la regolazione del genoma, è necessario capire come le regioni non codificanti agiscano insieme in tutte le diverse cellule e tessuti del corpo umano.

Il genoma produce una grande varietà di RNA lunghi non codificanti (lncRNA). I relativamente pochi lncRNA ben studiati sono impegnati in numerose attività, comprese le interazioni con la cromatina, altri RNA e proteine e possono avere un ruolo regolatorio o strutturale. Insieme con i lncRNA, il genoma è anche regolato da molte proteine, compresi i fattori di trascrizione, modificatori dell’epigenoma e altre proteine che interagiscono con il DNA. In generale, tutte queste molecole formano complessi che interagiscono e regolano la cromatina, i promotori e gli enhancer che nel corpo umano hanno un’elevata specificità cellulare in diversi background genetici sia in condizioni fisiologiche che patologiche.

Per affrontare queste sfide, il Carninci Group si sforza di sviluppare e utilizzare un’ampia gamma di tecnologie volte a studiare in modo completo la porzione del genoma che non codifica  per proteine (non-protein-coding), la sua funzione e l’insieme delle sue interazioni (interactome). Di seguito sono riportati alcuni degli obiettivi del gruppo:

• Studiamo il ruolo, la struttura, le modifiche e l’interattomo degli elementi SINE incorporati negli lncRNA antisenso, che sono coinvolti nella regolazione della traduzione del gene su cui agiscono. Questi RNA, chiamati SINEUP, sono la prima classe di lncRNA noti per regolare positivamente la sintesi proteica e stanno rivelando aspetti fondamentali della biologia degli RNA.
• Sviluppiamo e standardizziamo tecnologie di profilazione della trascrizione come la cap-analysis gene expression (CAGE) per sviluppare una tecnologia universale e finemente quantitativa del trascrittoma, che in definitiva sarà utilizzata per profilare le popolazioni di singole cellule nei tessuti.
• Sviluppiamo ulteriormente gli approcci usati per rilevare gli interattomi delle molecole, come per la tecnologia RADICL-seq, che rileva le interazioni dell’RNA con la cromatina a livello globale e identifica gli RNA che verosimilmente regolano l’attività genica.

Le tecnologie sviluppate all’interno del Carninci Group sono messe a disposizione del Centro di Ricerca per la Genomica e di tutto lo Human Technopole per condividere le informazioni inter-funzionali derivanti dai dati genomici. Nel complesso, la comprensione della funzione del genoma regolatore non codificante è essenziale per sviluppare la medicina genomica, al fine di realizzare pienamente il potenziale della genomica per la salute umana.