DIFETTI DELLE POMPE CALCIO DELLA MEMBRANA PLASMATICA ASSOCIATI A SORDITÀ EREDITARIA: STUDI FUNZIONALI IN VITRO ED IN VIVO

L'obbiettivo della ricerca

Ricercatore titolare

MARISA BRINI

Partners

FABIO MAMMANO

Le stereocilia delle cellule ciliate, i recettori sensoriali degli epiteli uditivo e vestibolare, contengono una rara forma troncata della pompa del Calcio della membrana plasmatica (PMCA 2).

La pompa espelle dalla cellula ioni Ca2+ che vi entrano durante il processo di conversione degli stimoli meccanici in segnali elettrici. Mutazioni della pompa, o la distruzione del suo gene, producono sordita' nel topo. Una mutazione analoga quella che produce la sordita' nel topo e' stata recentemente scoperta in un caso di sordita' genetica umana. Il progetto ha due scopi correlati: (A) comprendere per quale motivo le stereocilia contengano esclusivamente la pompa PMCA2 troncata e (B) tentare di ristabilire la funzione delle cellule ciliate in culture organotipiche degli epiteli sensoriali e vestibolari isolate da topi privi del gene PMCA2.Verosimilmente, le proprieta della pompa PMCA2 che la differenziano da quelle delle altre isoforme la rendono particolarmente adatta al controllo del Ca2+ nelle stereocilia. Si seguira' un approccio sperimentale articolato: la PMCA2 troncata, e le altre isoforme, verranno espresse in cellule modello e se ne studiera' comparativamente il controllo del Ca2+ cellulare con sonde Ca-sensibili (equorina). Si cercheranno anche possibili regolatori isoforma-specifici delle pompe usando il metodo del doppio ibrido in lievito. Si introdurra' nelle cellule ciliate il DNA della pompa mancante, ma anche per comparazione quello delle altre isoforme, usando portatori adenovirali. Si studiera' il ripristino della funzione con la tecnica del patch-clamp accoppiata alla stimolazione diretta delle cellule e al monitoraggio del Ca2+ cellulare. Si prevede che il progetto porti ad una migliore comprensione del ruolo del Ca2+ nella meccano-trasduzione, e che produca informazioni strumentali/concettuali che saranno utili in futuri tentativi di terapia genica nella sordita' ereditaria.

Malattie

Sordità ereditaria tipo 1A

Le stereocilia delle cellule ciliate, i recettori sensoriali degli epiteli uditivo e vestibolare, contengono una rara forma troncata della pompa del Calcio della membrana plasmatica (PMCA 2).

Pubblicazioni scientifiche

2014 CELL AND TISSUE RESEARCH
Calcium signaling in Parkinsons disease
Cali, T; Ottolini, D; Brini, MCittà: 1 (*)
2014 CELLULAR AND MOLECULAR LIFE SCIENCES
Neuronal calcium signaling: function and dysfunction
Brini, M; Cali, T; Ottolini, D; Carafoli, ECittà: 2 (*)
2013 FEBS Journal
The plasma membrane calcium pump in health and disease
Brini, M; Cali, T; Ottolini, D; Carafoli, ECittà: 8 (*)
2012 CELL CALCIUM
Mitochondrial Ca2+ and neurodegeneration
Cali, T; Ottolini, D; Brini, MCittà: 24 (*)
2012 COMPR PHYSIOL
Calcium Pumps: Why So Many?
Brini, M; Cali, T; Ottolini, D; Carafoli, ECittà: 2 (*)
2011 COLD SPRING HARBOR PERSPECTIVES IN BIOLOGY
The Plasma Membrane Ca2+ ATPase and the Plasma Membrane Sodium Calcium Exchanger Cooperate in the Regulation of Cell Calcium
Brini, M; Carafoli, ECittà: 20 (*)
2010 JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY
Deletions and Mutations in the Acidic Lipid-binding Region of the Plasma Membrane Ca2+ Pump A STUDY ON DIFFERENT SPLICING VARIANTS OF ISOFORM 2
Brini, M; Di Leva, F; Ortega, CK; Domi, T; Ottolini, D; Leonardi, E; Tosatto, SCE; Carafoli, ECittà: 5 (*)
2009 PFLUGERS ARCHIV-EUROPEAN JOURNAL OF PHYSIOLOGY
Plasma membrane Ca2+-ATPase: from a housekeeping function to a versatile signaling role
Brini, MCittà: 33 (*)
2009 PHYSIOLOGICAL REVIEWS
Calcium Pumps in Health and Disease
Brini, M; Carafoli, ECittà: 178 (*)
2009 CELL CALCIUM
A proteomic study of calpain-3 and its involvement in limb girdle muscular dystrophy type 2a
Bertipaglia, I; Bourg, N; Richard, I; Pahlman, AK; Andersson, L; James, P; Carafoli, ECittà: 4 (*)
2008 JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY
Calcium homeostasis and mitochondrial dysfunction in striatal neurons of Huntington disease
Lim, D; Fedrizzi, L; Tartari, M; Zuccato, C; Cattaneo, E; Brini, M; Carafoli, ECittà: 71 (*)
2008 CELL CALCIUM
Inhibitory interaction of the 14-3-3 proteins with ubiquitous (PMCA1) and tissue-specific (PMCA3) isoforms of the plasma membrane Ca2+ pump
Linde, CI; Di Leva, F; Dorni, T; Tosatto, SCE; Brini, M; Carafoli, ECittà: 15 (*)
2008 JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY
Interplay of the Ca2+-binding protein DREAM with presenilin in neuronal Ca2+ signaling
Fedrizzi, L; Lim, D; Carafoli, E; Brini, MCittà: 11 (*)
2008 PLoS Genetics
The Novel Mouse Mutation Oblivion Inactivates the PMCA2 Pump and Causes Progressive Hearing Loss
Spiden, SL; Bortolozzi, M; Di Leva, F; de Angelis, MH; Fuchs, H; Lim, D; Ortolano, S; Ingham, NJ; Brini, M; Carafoli, E; Mammano, F; Steel, KPCittà: 21 (*)
2008 METHODS
Calcium-sensitive photoproteins
Brini, MCittà: 17 (*)
2007 PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AME
A functional study of plasma-membrane calcium-pump isoform 2 mutants causing digenic deafness
Ficarella, R; Di Leva, F; Bortolozzi, M; Ortolano, S; Donaudy, F; Petrillo, M; Melchionda, S; Lelli, A; Domi, T; Fedrizzi, L; Lim, D; Shull, GE; Gasparini, P; Brini, M; Mammano, F; Carafoli, ECittà: 46 (*)
2007 ANNALS OF THE NEW YORK ACADEMY OF SCIENCES
Functional specificity of PMCA isoforms?
Domi, T; Di Leva, F; Fedrizzi, L; Rimessi, A; Brini, MCittà: 14 (*)
2007 BIOCHEMICAL SOCIETY TRANSACTIONS
Plasma-membrane calcium pumps and hereditary deafness
Brini, M; Di Leva, F; Domi, T; Fedrizzi, L; Lim, D; Carafoli, ECittà: 3 (*)
2005 JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY
Inhibitory interaction of the 14-3-3 epsilon protein with isoform 4 of the plasma membrane Ca2+-ATPase pump
Rimessi, A; Coletto, L; Pinton, P; Rizzuto, R; Brini, M; Carafoli, ECittà: 39 (*)

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