Le metallotioneine (MT) sono proteine a basso peso molecolare in grado di legare metalli essenziali e non essenziali grazie alla presenza di cisteine organizzate in cluster conservati. La funzione principale di queste molecole è legata all’omeostasi dei metalli essenziali ma svolgono anche un ruolo importante nella detossifi cazione di metalli pesanti, nella protezione da ROS e nella regolazione della risposta immunitaria. MT sono state individuate in molti taxa animali, così come in vegetali e funghi ma, fi no ad ora, non erano state descritte metallotioneine negli urocordati. Questo importante gruppo, sistergroup dei vertebrati, off re l’occasione di studiare l’evoluzione molecolare grazie alla sua posizione fi logenetica di cordati invertebrati. La nostra attenzione è rivolta all’ascidia solitaria Ciona intestinalis. In tale organismo abbiamo individuato un trascritto la cui sequenza aminoacidica dedotta presenta le caratteristiche delle MT: il 30% dei residui aminoacidici sono cisteine organizzate in cluster e la regione promotrice presenta i siti di induzione da metalli, ROS e citochine tipici per questa famiglia di proteine. Mediante RT-PCR è stata dimostrata l’inducibilità di questi trascritti dopo esposizione per 5 giorni a 10 μM CdCl2 in acqua di mare artifi ciale. Tratti dell’apparato digerente di organismi trattati e non trattati sono stati utilizzati per studiare la localizzazione degli mRNA tramite ibridazione in situ. La metallotioneina di Ciona intestinalis risulta più corta (39 aminoacidi) se paragonata e quelle degli altri deuterostomi (circa 60 aminoacidi) e manca dei domini “alfa” e “beta” peculiari delle MT a Cd dei Vertebrati e degli echinodermi. Si è osservato che i campioni raccolti presentavano un’ elevata espressione di MT e pertanto sono stati eseguiti esperimenti di detossifi cazione in acqua di mare artifi ciale. L’ibridazione in situ ha evidenziato come la produzione di queste molecole sia a carico degli emociti, tra cui immunociti, suggerendo la possibilità che, anche in Ciona intestinalis, possano avere un ruolo chiave nella risposta immunitaria.

Individuazione e caratterizzazione di una nuova metallotioneina nell’ascidia Ciona intestinalis

FRANCHI, NICOLA;BALLARIN, LORIANO;
2009

Abstract

Le metallotioneine (MT) sono proteine a basso peso molecolare in grado di legare metalli essenziali e non essenziali grazie alla presenza di cisteine organizzate in cluster conservati. La funzione principale di queste molecole è legata all’omeostasi dei metalli essenziali ma svolgono anche un ruolo importante nella detossifi cazione di metalli pesanti, nella protezione da ROS e nella regolazione della risposta immunitaria. MT sono state individuate in molti taxa animali, così come in vegetali e funghi ma, fi no ad ora, non erano state descritte metallotioneine negli urocordati. Questo importante gruppo, sistergroup dei vertebrati, off re l’occasione di studiare l’evoluzione molecolare grazie alla sua posizione fi logenetica di cordati invertebrati. La nostra attenzione è rivolta all’ascidia solitaria Ciona intestinalis. In tale organismo abbiamo individuato un trascritto la cui sequenza aminoacidica dedotta presenta le caratteristiche delle MT: il 30% dei residui aminoacidici sono cisteine organizzate in cluster e la regione promotrice presenta i siti di induzione da metalli, ROS e citochine tipici per questa famiglia di proteine. Mediante RT-PCR è stata dimostrata l’inducibilità di questi trascritti dopo esposizione per 5 giorni a 10 μM CdCl2 in acqua di mare artifi ciale. Tratti dell’apparato digerente di organismi trattati e non trattati sono stati utilizzati per studiare la localizzazione degli mRNA tramite ibridazione in situ. La metallotioneina di Ciona intestinalis risulta più corta (39 aminoacidi) se paragonata e quelle degli altri deuterostomi (circa 60 aminoacidi) e manca dei domini “alfa” e “beta” peculiari delle MT a Cd dei Vertebrati e degli echinodermi. Si è osservato che i campioni raccolti presentavano un’ elevata espressione di MT e pertanto sono stati eseguiti esperimenti di detossifi cazione in acqua di mare artifi ciale. L’ibridazione in situ ha evidenziato come la produzione di queste molecole sia a carico degli emociti, tra cui immunociti, suggerendo la possibilità che, anche in Ciona intestinalis, possano avere un ruolo chiave nella risposta immunitaria.
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