Nell'ambito del progetto di ricerca dal titolo “Studio di attività ...

Capitolo 1 Muscolo scheletrico e miogenesi
1.5 Controllo trascrizionale dei geni regolatori della miogenesi
Lo studio della regolazione dei geni dei fattori miogenici può fornire delucidazioni
su come la miogenesi è controllata.
1.5.1 MyoD
MyoD ha un elemento enhancer a -20 kb dal gene che è sufficiente per dirigere
l‟espressione del transgene ai siti precoci di espressione di MyoD nell‟embrione
(Goldhamer et al., 1995). Nonostante le approfondite analisi funzionali, non è ancora
chiaro quali fattori regolatori controllino questa sequenza. Una seconda regione
contenuta in 6 kb del sito d‟inizio della trascrizione contiene un enhancer che
controlla l‟espressione tardiva di MyoD in vivo e anche nelle cellule muscolari in
coltura durante la proliferazione o il differenziamento (Asakura et al., 1995). Ancora
una volta il controllo molecolare di queste sequenze non è stato completamente
compreso. In ogni caso è chiaro che strategie regolatorie differenti sono coinvolte
nell‟attivazione del gene nei somiti e nell‟attivazione delle cellule Pax7-positive sia nel
muscolo in via di sviluppo sia di quello maturo, così come nei miotubi differenziati.
1.5.2 Mrf4-Myf5
La regolazione del locus Mrf4-Myf5 è stata accuratamente studiata ponendo una
certa enfasi sull‟espressione di Myf5. Questo fattore di determinazione miogenica
come altri geni che agiscono all‟inizio nella gerarchia dello sviluppo, subisce una
regolazione molto complessa che riflette con certezza il fatto che sia uno dei bersagli
di molti e differenti segnali di sviluppo. Diverse sequenze regolatrici dirigono la sua
espressione spazio-temporale in differenti popolazioni di cellule muscolari durante lo
sviluppo. L‟espressione più precoce di Myf5 nel dermomiotomo epiassiale dipende da
un enhancer precoce epiassiale (Summerbell et al., 2000; Teboul et al., 2003) che è
regolato da siti che legano i fattori di trascrizione Gli (McDermott et al., 2005;
Gustafsson et al., 2002; Teboul et al., 2003) e Tcf (Borello et al., 2006), implicati
rispettivamente nelle vie di segnale di Hedgehog e Wnt, in armonia con l‟attivazione
iniziale di questo gene mediante tali segnali, dal tubo neurale alla notocorda (Cossu
et al., 1996; Tajbakhsh et al., 1998). In seguito, molta della sua espressione
embrionale dipenderà da una regione a -48/-58 kb dal gene che contiene elementi
che dirigono la trascrizione nei somiti maturi e nei germogli degli arti (Hadchouel et
al., 2000, 2003; Buchberger et al., 2003).
L‟inizio dell‟espressione di Myf5 negli arti è controllato da una breve sequenza
all‟interno di questa regione; l‟attività di questa sequenza dipende da Pax3, a
dimostrazione della regolazione diretta di questo gene di determinazione muscolare
da parte dei fattori di trascrizione Pax (Bajard et al., 2006; Relaix et al., 2006).
Questo elemento genico è anche regolato dai fattori di trascrizione Six1/4
(Giordani et al., 2007; Bajard et al., 2006). Un altro fattore di trascrizione implicato
nella regolazione dell‟elemento enhancer precoce epiassiale (Teboul et al., 2002) e di
un altro elemento enhancer che si trova a -17 kb da quello di Myf5 (Chang et al.,
2004) è USF, un membro della superfamiglia dei fattori di trascrizione basic-helixloop-helix.
Altre sequenze sono coinvolte nell‟espressione di Myf5 negli archi brachiali,
coerentemente con le distinte proprietà della miogenesi nel muscolo scheletrico della
testa (Summerbell et al., 2000). La regolazione del gene nelle cellule satellite non è
stata ancora chiarita a livello molecolare ma è stato dimostrato che probabilmente
delle regioni che si trovano a monte, dirigono tale espressione (Zammit et al., 2004b),
ed infatti proprio la regione a -17 kb mostrerebbe tale attività. Questa sequenza può
anche dirigere l‟espressione del transgene nei mionuclei invece che nelle cellule
- 25 -