IL PROFILO DI ESPRESSIONE DI MICRORNA IN GONADI DI ANIMALI MODELLO RIVELA IL LORO POTENZIALE RUOLO NELLA DETERMINAZIONE SESSUALE E NELLA SPERMATOGENESI

I microRNA, o miRNA, sono una famiglia di RNA non codificanti di circa 22 paia di basi, con un ruolo importante nella regolazione post-trascrizionale dell’espressione genica e coinvolti in quasi tutti i processi biologici. Di crescente interesse è lo studio del loro ruolo nel campo della riproduzione e del differenziamento sessuale in quanto sono stati identificati alcuni miRNA nelle gonadi di diversi organismi durante lo sviluppo sessuale che mostrano modelli di espressione sessualmente dimorfici. Effettivamente, sebbene entrambi i sessi condividano genomi per lo più identici, femmine e maschi di una specie mostrano differenze morfologiche, fisiologiche e comportamentali necessarie per la riproduzione sessuale e si ritiene che questa variazione fenotipica, nota anche come dimorfismo sessuale, derivi in gran parte dall'espressione genica e dalla regolazione esercitata dai miRNA. Lo scopo della tesi è quello di identificare e caratterizzare i miRNA sesso-specifici nelle gonadi di diverse specie modello che abbracciano più linee filogenetiche e che presentano diverse strategie riproduttive, al fine di ottenere approfondimenti sulle cause e sulle conseguenze dell'espressione genica dei miRNA influenzata dal sesso. Nello specifico, è stato applicato un approccio basato su dati di sequenziamento, profili di espressione genica e genomica comparativa. Questo approccio ha permesso di analizzare il miRnoma delle gonadi di specie modello come il topo (Mus musculus), l’opossum grigio dalla coda corta (Monodelphis domestica), il pollo (Gallus gallus) e lo zebrafish (Danio rerio), per comprenderne meglio la funzione nel contesto della differenziazione sessuale e per valutarne il grado di conservazione funzionale. Le analisi hanno rivelato che il numero assoluto di miRNA differenzialmente espressi nelle gonadi riflette la biologia riproduttiva delle diverse specie analizzate, soprattutto in termini di vitellogenesi, un processo molto complesso che richiede a sua volta un altrettanto elaborato network di regolazione genica. Inoltre, l’analisi di espressione differenziale ha evidenziato il potenziale ruolo del miR-7-P1b nei meccanismi di determinazione del sesso negli uccelli e quello del miR-34-P1 durante la spermatogenesi. L’organizzazione genomica dei miRNA, per la successiva applicazione della genomica comparativa, è stata analizzata valutando la sintenia al fine di ricercare la possibile presenza di geni miRNA ortologhi in organismi marini non modello, sia teleostei quali il salmone atlantico (Salmo salar), l'orata (Sparus aurata), l'aringa atlantica (Clupea harengus) e il pesce pagliaccio (Amphiprion ocellaris), che mammiferi marini quali il capodoglio (Physeter catodon), il delfino (Tursiops truncatus) e il beluga (Delphinapterus leucas). La scelta di questi organismi marini è stata dettata dalla somiglianza con organismi modello dal punto di vista biologico, considerando le caratteristiche riproduttive e la tipologia delle gonadi, ma anche dalla disponibilità di informazioni genomiche in banca dati. La valutazione della sintenia ha identificato la presenza di un'organizzazione genomica simile tra le specie, nonostante non vi fosse un perfetto mantenimento né degli stessi geni né dello stesso ordine o direzione del filamento, sottolineando che i geni Mir-34-P1 in organismi marini non modello potrebbero essere candidati ortologhi dei geni miRNA di organismi modello, sebbene questa scoperta sia in attesa di una conferma filogenetica. L’approccio utilizzato ha permesso di identificare biomarker molecolari in organismi modello, utili per ulteriori investigazioni future più approfondite e per consentire una maggiore comprensione della biologia riproduttiva di questi organismi, ma anche la successiva applicazione e comprensione della biologia riproduttiva di organismi marini, tutt’oggi ancora poco compresi.