SECOND HUMAN PSEUDOAUTOSOMAL REGION: BIOLOGY, GENES AND IMPLICATIONS FOR THE PATHOGENESIS OF RETT SYNDROME

Nostro interesse è lo studio della biologia della seconda regione pseudoautosomale umana (XqPAR), e del suo possibile coinvolgimento in patologie genetiche. Nel corso dello scorso anno, abbiamo identificato due nuovi geni nella regione XqPAR, H-SPRY3, centromerico al gene SYBL1e cXYorf1,telomerico al gene IL9R. Recenti risultati (1) fanno ipotizzare una regolazione di tipo regionale per i geni di tale regione: infatti la subregione prossimale contiene geni inattivati (SYBL1, H-SPRY3) mentre nella regione distale sono localizzati geni che sfuggono l'inattivazione . Per caratterizzare la regolazione trascrizionale dei geni XqPAR, abbiamo analizzato il promotore del gene SYBL1. Tale promotore contiene una "CpG island", la cui ipermetilazione è coinvolta nello spegnimento della trascrizione del gene sui cromosomi X inattivo ed Y. Stiamo analizzando molecolarmente "in vitro" ed "in vivo" la correlazione tra metilazione ed espressione del gene SYBL1. Nel contempo, stiamo caratterizzando anche il contributo di altri fenomeni epigenetici alla regolazione dei geni XqPAR, quali acetilazione e conformazione cromatinica. Recentemente, abbiamo isolato il promotore minimo del gene H-SPRY3, attualmente in fase di caratterizzazione. Sono state carattarizzate diverse patologie genetiche che colpiscono i processi di metilazione, quali la sindrome ICF e la sindrome di Rett. La sindrome ICF è un raro difetto genetico autosomico recessivo, dovuto a mutazioni nella DNA metiltransferasi DNMT3B. Abbiamo dimostrato che la regolazione trascrizionale del gene SYBL1 è alterata in pazienti ICF. Infatti, in maschi ICF, SYBL1 è espresso biallelicamente, quindi anche l'allele sul cromosoma Y, normalmente silente, è trascrizionalmente attivo. L'espressione di SYBL1 è correlata ad una estensiva ipometilazione del promotore minimo e ad un tempo di replicazione avanzato (2). Data la stretta correlazione tra metilazione ed espressione dei geni XqPAR, stiamo analizzando il possibile coinvolgimento dei geni XqPAR nella eziopatogenesi della sindrome di Rett. Tale difetto genetico è causato da mutazioni nel gene MECP2, codificante per una proteina legante il DNA metilato, i cui geni bersaglio sono tuttora sconosciuti. Abbiamo a disposizione una larga casistica di pazienti Rett, inglesi ed italiani, in cui abbiamo identificato mutazioni in MECP2 nel 70% dei casi (3). Abbiamo tracciato una mappa del mutazioni più frequenti nel gene MECP2: tale strategia ci ha permesso di stabilire l'alta frequenza di delezioni nella regione -COOH terminale della proteina. Un'analisi bioinformatica accurata ha rivelato che tale regione codifica per un nuovo potenziale dominio proteico, presente in diverse proteine cervello-specifiche. Nello stesso tempo, stiamo analizzando possibili geni bersaglio per MECP2. I recenti risultati ottenuti saranno discussi. Ciccodicola, A. D'Esposito, M., Esposito, T., Gianfrancesco, F., Migliaccio, C., Miano, M.G., Matarazzo, M.R., Vacca, M., Franzè, A., Cuccurese, M., Cocchia, M., Curci, A., Terracciano, A., Torino, A., Cocchia, S., Mercadante, G., Pannone, E., Archidiacono, N., Rocchi, M. and D'Urso, M... Hum.Mol.Genet., 9, 395-401 (2000). Hansen, R. S., Stöger, R., Wijmenga, C. Vary, J.C,. Stanek, A. M., Canfield, T.K., Luo, P., Matarazzo, M.R., D'Esposito, M., Feil., R Gimelli, G. Weemaes, C. M. R., Laird, C. D. and Gartler, S. M. Hum.Mol.Genet., 9, 2575-2587 (2000) Mutation analysis of the MECP2 gene in British and Italian Rett syndrome females Group 1: Vacca,