Di Giacomo, Giuseppina (2006) Ruolo dei fattori di trascrizione Pbx1 e Pbx2 nella morfogenesi degli arti. [Tesi di dottorato] (Unpublished)

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Lo sviluppo degli arti dei vertebrati avvien lungo tre assi: prossimo-distale (PD), antero-posteriore (AP) e dorso-ventrale. La specificazione di tali assi e’ regolata da centri organizzativi quali la ZPA (zona ad attivita’ polarizzante) e l’AER (cresta apicale ectodermica). In particolare lo sviluppo prossimo-distale necessita della formazione di un feedback loop tra Shh, espresso nella ZPA, e l’AER. La famiglia dei Pbx include quattro geni: Pbx1, Pbx2, Pbx3 e Pbx4 (Selleri et al. 2001; Selleri et al. 2004; Rhee et al. 2004; Monica et al. 1991; Popperl et al. 2000).E’ stato dimostrato che Pbx1 e’ necessario durante l’organogenesi e lo sviluppo dello scheletro sia assiale che appendicolare (Selleri et al, 2001). In particolare topi knockout per Pbx1 mostrano difetti morfologici a carico dei cingoli scapolari e pelvici, dello sviluppo dello stilopodio sia anteriore che posteriore (omero e femore), mentre la regione distale degli arti (zugopodio ed autopodio) non sembra essere affetta. In questa tesi dimostriamo che Pbx2 e’ espresso, durante le prime fas della morfogenesi degli arti, in tutto il mesoderma, Tale risultato suggerisce la presenza di un “Pbx code” lungo gli assi AP e PD con funzioni Pbx1/ Pbx2 sovrapposte e complementari. Tale evidenza e’ ulteriormente avvalorata dal fenotipo ottenuto negli embrioni doppi mutanti Pbx1-/-;Pbx2-/- in cui si ha la completa assenza di arti sia anteriori che posteriori. Il fenotipo invece caratterizzante gli embrioni Pbx1-/-;Pbx2+/- fornisce un valido modello per studiare i meccanismi alle base dello sviluppo degli arti. Tali embrioni, infatti, mostrano difetti scheletrici sia assiali che appendicolari molto piu’ severi di quelli riscontrati negli embrioni Pbx1-/- nonchè una letalità, precoce (E13.5) rispetto ai Pbx1-/- , ma più avanzata rispetto ai doppi mutanti omozigoti (E10.5), permettendone quindi uno studio piu’ approfondito. Tale studio indica che nei vertebrati, a differenza di quanto avviene in Drosophila, lo sviluppo distale degli arti e’ Pbx1/Pbx2-dipendente. Il ruolo dei Pbx in tale processo e’ mediato , almeno a livello degli arti posteriori, dal controllo gerarchico che, tali proteine, esercitano sulla distrubuzione dei trascritti dei geni Hox e di Shh. In generale, i dati ottenuti durante il periodo del dottorato, dimostrano che, a livello degli arti posteriori, attraverso il controllo della distribuzione degli Hox e la regolazione della ZPA, Pbx1/Pbx2 esercitano una funzione gerarchica sui geni Hox piuttosto che fungere esclusivamente da loro cofattori.

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