Dottorato in GENETICA E BIOLOGIA MOLECOLARE

Titolo della tesi: The regulatory role of long and short RNA crosstalk in motor neuron differentiation

L'identità dei motoneuroni (MN) è frutto di un'architettura regolatoria multilivello in cui la segnalazione morfogenetica converge con processi post-trascrizionali orchestrati da RNA non codificanti (ncRNA) e proteine leganti l'RNA (RBP). In questo intricato panorama, i lunghi RNA non codificanti (lncRNA) sono emersi come versatili attori molecolari in grado di integrare interazioni RNA–RNA e RNA–proteine per modulare l'espressione genica. In questa tesi, indaghiamo le caratteristiche molecolari e funzionali del lncRNA citoplasmatico umano CyCoNP (Cytoplasmatic Coordinator of Neural Progenitors), un trascritto altamente espresso e arricchito nei motoneuroni che sostiene i programmi di differenziamento neuronale necessari per la fisiologia sia delle cellule di neuroblastoma che dei MN derivati da hiPSC. Integrando predizioni in silico con la purificazione di RNA e proteine endogeni, test di perdita di funzione ed esperimenti di trascrittomica, dimostriamo che CyCoNP esercita la sua attività regolatrice attraverso interazioni RNA-RNA con il microRNA 4492 (miR-4492) e l'mRNA di NCAM1. CyCoNP svolge una duplice azione: in trans, funziona come una spugna di miR-4492 sequestrandola dai suoi bersagli pro-neuronali, tra cui l'mRNA di NCAM1; in cis, si associa direttamente all'mRNA di NCAM1 per modulare la disponibilità locale di miR-4492 nelle sue vicinanze. Inoltre, descriviamo un'interazione diretta tra CyCoNP e la RBP PTBP1, che modula il legame di miR-4492 al lncRNA e quindi altera il suo controllo a valle di NCAM1. Nel complesso, questi risultati ampliano la comprensione del modo in cui ncRNA e RBP cooperano per modellare le reti di espressione genica neuronale, mettendo in risalto la rilevanza della dinamica dell'RNA in compartimenti subcellulari specifici nella definizione di caratteristiche fisiologiche.