Descrizione
Il controllo della popolazione degli insetti dannosi all’agricoltura mediante tecniche biotecnologiche rappresenta una promettente alternativa all’uso di pesticidi che, come è noto, possono causare gravi problemi ambientali. Strategie efficaci per controllare le popolazioni di questi insetti spesso ricorrono alla tecnica dell’insetto sterile (SIT), che prevede l’immissione nell’ambiente di maschi sterili. Il successo di questi approcci innovativi può trarre enormi benefici dalla comprensione delle basi molecolari del processo di determinazione del sesso in queste specie. Sebbene le informazioni sui meccanismi molecolari che guidano il destino sessuale di questi insetti siano estremamente scarse, è noto che, in questi processi, un ruolo importante è giocato da fenomeni di splicing alternativo. In questo scenario, il presente progetto (TRA2TRA) mira a caratterizzare l’interazione tra i fattori di splicing codificati dai geni transformer (tra) e transformer-2 (tra2), poiché questa partnership è fondamentale per la determinazione del sesso femminile in diversi parassiti agricoli come C. capitata (medfly-mosca mediterranea), B. oleae (mosca dell’olivo) e B. dorsalis (mosca orientale). In questo ambito, dopo aver espresso per via ricombinante queste proteine, verranno quindi progettati e caratterizzati in vitro peptidi sintetici in grado di competere con la fisiologica interazione TRA-TRA2. La capacità di questi peptidi di mascolinizzare embrioni XX di C. capitata sarà testata in vivo. Inoltre, l’abbondanza di motivi ricorrenti Arg-Gly nelle sequenze TRA e TRA2 suggerisce che il legame TRA2/TRA possa generare condensati funzionali. Pertanto, sarà esplorata la propensione di queste proteine e di loro loro frammenti a indurre separazioni di fase. Infine, saranno sviluppate nuove varianti di CcTRA2 con una ridotta stabilità termica per facilitare esperimenti di selezione sessuale ad alte temperature della temperatura.
Obiettivi e risultati attesi
L’Istituto di Biostrutture e Bioimmagini, che è capofila del progetto, avrà il compito di coordinare le attività del progetto che saranno multidisciplinari e che vedranno coinvolti anche i Dipartimenti di Biologia e di Farmacia dell’Università Federico II. Per quanto riguarda le attività prettamente scientifiche, l’IBB metterà a frutto le competenze acquisite nel corso di tre decenni nel settore della biologia molecolare, strutturale e computazionale. Nello specifico, i ricercatori dell’IBB si occuperanno dell’espressione per via ricombinante delle proteine TRA e TRA2 di C. capitata e D. melanogaster e della loro caratterizzazione biochimica, biofisica e strutturale. Queste attività saranno integrate da studi computazionali volti a integrare i risultati ottenuti sperimentalmente. In particolare, saranno applicati metodi innovativi di predizione di strutture di proteine e loro complessi con partners biologici basati sull’intelligenza artificiale. Informazioni sulle proprietà dinamiche di queste proteine saranno ottenuti mediante simulazioni di dinamica molecolare. Questi studi si avvarranno delle infrastrutture e delle moderne apparecchiature in dotazione presso l’IBB e dalla possibilità di ricercatori dell’unità di accedere a infrastrutture internazionali. Nel loro complesso, questi studi forniranno informazioni sulle proprietà strutturali e funzionali di questi fondamentali fattori di splicing che consentiranno di progettare varianti e nuove molecole di notevole interesse biotecnologico poiché in grado di modulare la determinazione del sesso in queste specie.
Proponenti
- Istituto di Biostrutture e Bioimmagini-CNR
Enti coinvolti
- Università degli studi di Napoli “Federico II”