Role of small GTPases during neuronal development

Durante lo sviluppo si formano reti neuronali complesse, necessarie alla formazione di un sistema nervoso funzionale. Ogni neurone partecipa mandando neuriti verso target specifici con i quali formerà sinapsi. Il cono di crescita è la porzione anteriore del neurite che esplora l'ambiente durante lo sviluppo neuritico, rispondendo a segnali extracellulari, e modificando il comportamento migratorio del neurite. Esistono molte informazioni sui meccanismi extracellulari che guidano l'estensione neuritica, mentre esistono numerose lacune sulla conoscenza dei meccanismi intracellulari interessati. La neuritogenesi richiede il coordinamento di eventi cellulari quali l'organizzazione del citoscheletro, l'adesione, ed il traffico di membrane. Le GTPasi della famiglia di Rho sono state implicate nella regolazione del citoscheletro e dell'adesione durante la maturazione dei neuroni. La perturbazione dell'attività di queste proteine può modificare lo sviluppo normale di neuriti e sinapsi. Il nostro laboratorio studia la funzione di queste GTPasi durante il differenziamento neuronale. Abbiamo identificato una di queste GTPasi, Rac1B, che è espressa specificamente nel sistema nervoso ed è importante per la formazione di neuriti. Il nostro primo obbiettivo è l'analisi della funzione di Rac1B in vivo, utilizzando topi con il gene di Rac1B mutato, che stiamo generando in laboratorio. Il secondo obbiettivo è la caratterizzazione dei meccanismi molecolari che coordinano adesione, citoscheletro, e traffico di membrane durante la formazione di un neurite funzionale. In questa direzione, abbiamo identificato un complesso di proteine che interagisce con Rac, ed è necessario per l'estensione di neuriti mediata da Rac1B. Questi studi aumenteranno la conoscenza dei meccanismi che regolano la funzione dei neuroni, e costituiscono una base fondamentale per la comprensione dei processi degenerativi associati a malattie del sistema nervoso.