Genetic manipulation in the ferret brain (age: postnatal day 16). Neural stem cells in the left hemisphere were electroporated in vivo 24 days earlier. GFP+ neurons (green) have their cell bodies in the electroporated hemisphere and extend their processes to the contra-lateral hemisphere. Magenta, GFAP (glial cell marker); blue, DAPI (nuclei). Credit: Kalebic et al., eLife 2018;7: e41241.
Genetic manipulation in the ferret brain (age: postnatal day 16). Neural stem cells in the left hemisphere were electroporated in vivo 24 days earlier. GFP+ neurons (green) have their cell bodies in the electroporated hemisphere and extend their processes to the contra-lateral hemisphere. Magenta, GFAP (glial cell marker); blue, DAPI (nuclei). Credit: Kalebic et al., eLife 2018;7: e41241.
Neurogenomica

Kalebic Group

La neocorteccia è la parte del cervello coinvolta in una varietà di funzioni cognitive superiori, compreso il linguaggio. Durante l’evoluzione del cervello umano, la neocorteccia ha subito una drammatica espansione, che è considerata la base delle capacità cognitive senza pari degli esseri umani. I danni cognitivi spesso derivano da alterazioni delle dimensioni o della forma della neocorteccia, che a loro volta sono causati da difetti durante lo sviluppo della stessa. Tuttavia, si conosce ancora molto poco dei meccanismi che sono alla base dello sviluppo della neocorteccia umana e delle patologie ad essa correlate.

La ricerca del Kalebic Group si concentra sui meccanismi biologici molecolari e cellulari alla base dello sviluppo della neocorteccia umana e sulle sue implicazioni per l’evoluzione umana e i disturbi dello sviluppo neurologico. Siamo particolarmente interessati ai due seguenti aspetti:

  • la capacità proliferativa delle cellule staminali neurali: una caratteristica chiave che determina il numero di neuroni prodotti controllando così la dimensione della neocorteccia. Studiamo le caratteristiche molecolari e cellulari delle cellule staminali neurali che hanno portato alla notevole espansione della neocorteccia umana così come le mutazioni genomiche presenti nei disturbi dello sviluppo neurologico che portano ad alterazioni nelle dimensioni della neocorteccia, come la microcefalia (cervello troppo piccolo) e la macrocefalia (cervello troppo grande).
  • la migrazione dei neuroni, fondamentale per stabilire la corretta forma della neocorteccia. I difetti della migrazione possono portare a disturbi che influenzano la piegatura neocorticale, come la lissencefalia (troppe poche pieghe) e la polimicrogiria (troppe pieghe piccole). Utilizzando specie di mammiferi con una neocorteccia liscia o piegata, indaghiamo i meccanismi alla base del ripiegamento neocorticale e il ruolo dei geni le cui mutazioni possono causare il ripiegamento alterato nell’uomo.

Il Kalebic Group adotta un approccio multidisciplinare su diverse scale biologiche, combinando tecniche molecolari e genetiche all’avanguardia, l’editing del genoma CRISPR/Cas9, imaging avanzato in vivo e metodi computazionali. Applichiamo queste tecniche a una varietà di sistemi modello, tra cui campioni umani, organoidi cerebrali e modelli animali.

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