Geni regolati dal fattore di trascrizione Xrx1: annotazione sistematica dei trascritti di Xenopus laevis e miglioramento dei dati dei microarrays

Lo sviluppo dell'occhio dei Vertebrati è un processo altamente ordinato che richiede specifici segnali induttivi e precisi movimenti morfogenetici. Le fasi precoci di questo processo cominciano in una regione ben definita della piastra neurale anteriore, chiamata campo precoce dell'occhio ("eye field"). È stato dimostrato che, in questa regione, un complesso network di fattori di trascrizione (ETFTs) contribuisce ad innescare una serie ordinata di eventi che portano al successivo sviluppo della retina e delle strutture dell'occhio. Tra gli EFTFs, Xrx1 è espresso precocemente, ed è necessario per il corretto sviluppo della retina. Per identificare i geni regolati da Xrx1, sono stati condotti esperimenti con i microarrays Affymetrix, comparando i profili di espressione di embrioni interi nei quali l'espressione di Xrx1 era stata aumentata o fortemente ridotta. Questi esperimenti hanno prodotto una mole di dati preziosi per la comprensione dei meccanismi regolati da Xrx1. Tuttavia, alcuni problemi bioinformatici legati alla piattaforma Affymetrix, e descritti in letteratura, hanno complicato l'interpretazione dei dati sperimentali. Anche se una soluzione preliminare a questo problema era già stata sviluppata nel nostro laboratorio, questa non era riuscita ad eliminare alcune incertezze nei dati. Inoltre, l'annotazione non esaustiva dei geni di Xenopus laevis, aveva reso difficile la selezione dei geni su cui compiere ulteriori indagini sperimentali. Il primo scopo di questa tesi è stato dunque la soluzione dei problemi informatici relativi che affliggono i dati derivati dagli esperimenti con i microarrays Affymetrix. In secondo luogo, è stata condotta una esaustiva annotazione dei geni di Xenopus laevis, attraverso l'uso dei dati genomici disponibili per Xenopus tropicalis. Recentemente è stato dimostrato che alcuni microRNA controllano la traduzione di fattori di trascrizione chiave per il differenziamento dei precursori retinici, giocando un ruolo importante durante la retinogenesi tardiva (Decembrini et al., 2008; Georgi and Reh, 2010). Tuttavia, poche informazioni sono disponibili riguardo al ruolo dei microRNA nel campo precoce dell'occhio, e alla loro eventuale interazione con gli ETFTs come Xrx1. Durante l'analisi preliminare dei dati degli esperimenti condotti con i microarrays, avevamo osservato che alcune sequenze EST di Xenopus laevis, che non sembravano codificare per alcuna proteina nota, rappresentavano in realtà trascritti primari capaci di originare microRNA (pri-miRNA). Inoltre, in almeno un caso, una sequenza di questo tipo era stata rappresentata casualmente sulla superficie del microarray Affymetrix GeneChip per Xenopus laevis. Una esaustiva ricerca di casi analoghi avrebbe quindi potuto consentire di estrarre dai dati degli esperimenti con i microarrays Affymetrix alcune informazioni riguardo l'effetto di Xrx1 sui microRNA del campo precoce dell'occhio. L'ostacolo principale era rappresentato dal fatto che, per Xenopus laevis, si conoscevano soltanto poche sequenze di precursori di microRNA ufficialmente descritte in mirBase. Terzo e ultimo scopo di questa tesi è stato quindi quello di analizzare le sequenze EST disponibili per descrivere, sulla base delle omologie con altri organismi modello, il maggior numero possibile di microRNA in Xenopus laevis. I dati così ottenuti potranno essere utilizzati per verificare se i dati in nostro possesso possono fornire informazioni riguardo una eventuale interazione tra Xrx1 e microRNA durante la retinogenesi precoce