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Genomic Regulation Group

Settore ERC

LS2_1 - Genetics
LS2_2 - Gene editing
LS2_8 - Proteomics
LS2_10 - Glycomics/Lipidomics
LS2_13 - Systems biology
LS5_2 - Glial cells and neuronal-glial communication

Attività

Genome regulation is today a key subject in Molecular Biology. The mechanisms of epigenetic control, together with transcriptional and post-transcriptional regulatory networks, constitute the framework for understanding major aspects of cell biology in normal and pathological physiology. 

The activity of genes is controlled primarily at the level of chromatin, by definition of accessible or closed domains. Transcription Factors guide enhancers and promoters to drive RNA transcription, then a wide variety of RNA-Binding Proteins direct which parts of the RNA transcripts should be removed (alternative splicing) and where the poly(A)-tail will be added. Once exported to the cytoplasm, RNAs are then subjected to controls of cellular localization, translation and decay by different mechanisms and effectors among which the widely described micro-RNAs. The increasing depth and decreasing cost of NGS technologies has unraveled that most of the genome is actually transcribed giving rise to a constellation of noncoding RNAs, among which also circular RNA molecules produced by back-splicing of exons. The “wide transcriptome” is actively investigated today also for possible involvement in translational biomedicine.

Our group is interested in the mechanisms of genome regulation both at the epigenetic,  transcriptional, and post-transcriptional level with main focus on cancer. Aberrant gene expression is associated with epigenetic changes at the genomic regulatory regions and the investigation of the regulatory network involved in cancer progression may open the way to identify potential targets for therapy. On the other hand, specific RNA expression profiles are used as “proxy” of specific cancer phenotypes and can be used for diagnosis, prognosis and prediction of response to medical treatments.

Our group leverages molecular and cellular biology expertise with computational and systems biology techniques to investigate aberrant RNA expression and its dependence on genomic regulation.

La regolazione del genoma è oggi un argomento centrale della Biologia Molecolare. I meccanismi di controllo epigenetico, insieme alle reti regolatorie trascrizionali e post-trascrizionali, sono elementi chiave per la comprensione dei principali aspetti della biologia cellulare nella fisiologia normale e patologica.
L'attività dei geni è controllata principalmente a livello della cromatina, mediante la costituzione di regioni genomiche accessibili ai fattori trascrizionali e regioni inaccessibili. I fattori trascrizionali, interagiscono con sequenze regolatorie (promotori ed enhancers) guidando la trascrizione dell'RNA che interagirà con un'ampia varietà di proteine in grado di, determinare quali parti dei trascritti dovranno essere rimosse (splicing alternativo) e dove verrà aggiunta la coda di poliadenilazione.
Una volta esportati nel citoplasma, gli RNA sono ulteriormente sottoposti a controlli di compartimentalizzazione cellulare, traduzione e degradazione mediante diversi meccanismi ed effettori tra i quali i microRNA. La profondità di sequenziamento e il costo decrescente delle tecnologie di sequenziamento hanno permesso di dimostrare che la maggior parte del genoma viene effettivamente trascritta, dando origine a una costellazione di RNA non codificanti, tra cui anche molecole di RNA circolari prodotte dal back-splicing degli esoni. Il "trascrittoma" è oggi attivamente studiato anche per un possibile coinvolgimento nella biomedicina traslazionale.
Il nostro gruppo è interessato ai meccanismi di regolazione del genoma sia a livello epigenetico, trascrizionale che post-trascrizionale con focus principale sul cancro. Lo studio dell’alterazione dell’espressione genica in seguito a cambiamenti epigenetici nelle regioni regolatorie genomiche e della rete regolatoria coinvolta nella progressione tumorale può aprire la strada verso l'identificazione di potenziali bersagli terapeutici. D'altra parte, particolari profili di espressione dell'RNA sono usati come "proxy" di specifici  fenotipi di cancro e possono essere usati per la diagnosi, la prognosi e la previsione della risposta ai trattamenti medici.
Il nostro gruppo applica tecniche di biologia molecolare e cellulare con approcci di biologia computazionale e dei sistemi complessi per studiare l'espressione aberrante dell'RNA e la sua dipendenza dalla regolazione genomica.

Prodotti della ricerca

  • Elhasnaoui J, Ferrero G, Miano V, Cutrupi S, De Bortoli M. The Estrogen Receptor α Signaling Pathway Controls Alternative Splicing in the Absence of Ligands in Breast Cancer Cells. Cancers. 2021 Jan;13(24):6261. doi: 10.3390/cancers13246261
  • Giordano G, Merlini A, Ferrero G, Mesiano G, Fiorino E, Brusco S, Centomo ML, Leuci V, D'Ambrosio L, Aglietta M, Sangiolo D, Grignani G, Pignochino Y. EphA2 Expression in Bone Sarcomas: Bioinformatic Analyses and Preclinical Characterization in Patient-Derived Models of Osteosarcoma, Ewing's Sarcoma and Chondrosarcoma. Cells. 2021 Oct 26;10(11):2893. doi: 10.3390/cells10112893.
  • Ferrero G, Licheri N, Coscujuela Tarrero L, De Intinis C, Miano V, Calogero RA, Cordero F, De Bortoli M, Beccuti M. Docker4Circ: a framework for the reproducible characterization of circRNAs from RNA-Seq data. International journal of molecular sciences. 2020 Jan;21(1):293.
  • Guglielmotto M, Reineri S, Iannello A, Ferrero G, Vanzan L, Miano V, Ricci L, Tamagno E, De Bortoli M, Cutrupi S.E2 Regulates Epigenetic Signature on Neuroglobin Enhancer-Promoter in Neuronal Cells. Front Cell Neurosci. 2016 Jun 1;10:147
  • Caizzi L, Ferrero G, Cutrupi S, Cordero F, Ballaré C, Miano V, Reineri S, Ricci L, Friard O, Testori A, Corà D, Caselle M, Di Croce L, De Bortoli M.Genome-wide activity of unliganded estrogen receptor-α in breast cancer cells. Proc Natl Acad Sci U S A. 2014 Apr 1;111(13):4892-7.
Ultimo aggiornamento: 06/06/2023 10:06
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