La famiglia genica TRIM è la più ampia classe di E3 ubiquitina ligasi contenenti il dominio RING, infatti più di 70 membri sono presenti in ogni specie di mammifero. Le proteine di questa famiglia sono caratterizzate dalla presenza del Motivo Tripartito composto dal dominio RING, da uno o due domini B-Box e da una regione Coiled-coil. Le proteine TRIM sono coinvolte in numerosi ed importanti processi cellulari e la loro alterazione risulta in condizioni clinicamente rilevanti, come disordini genetici, tumori e risposta immune innata a patogeni. Lo scopo della nostra ricerca è quello di comprendere la funzione della famiglia genica TRIM e di scoprirne i meccanismi fisiologici e patologici nell’insorgenza delle malattie ereditarie.

PROGETTI IN CORSO

1) La famiglia TRIM, la più ampia classe di RING-ubiquitina E3 ligasi

Per alcune proteine TRIM l’attività E3 ligasica è stata confermata, ciononostante in molti casi le interazioni specifiche con l’apparato dell’ubiquitinazione è ancora poco conosciuto. Durante il processo di ubiquitinazione, la specificità del substrato è fornita dall’enzima E3 mentre la combinazione di enzimi E2-E3 determina la topologia e lunghezza della catena che deve essere coniugata al substrato. Insieme alla specificità, quest’ultima è una delle più importanti caratteristiche del processo di ubiquitinazione poiché determina il destino del substrato modificato. Nel nostro gruppo siamo interessati allo studio di: determinanti di interazione TRIM-E2; della funzione delle coppie TRIM-E2 durante il processo di ubiquitinazione; e definire TRIM omo- ed etero-interazioni durante l’ubiquitinazione.

2) MID1/TRIM18 nella patogenesi della Sindrome di Opitz

La Sindrome di Opitz (OS) è un disordine genetico legato al cromosoma X caratterizzato da difetti dello sviluppo della linea mediana. Il gene mutato in OS è MID1/TRIM18 che codifica per una E3 ligasi associata all’apparato microtubulare durante tutto il ciclo cellulare. L’obiettivo del progetto è di comprendere le cause patogenetiche di OS utilizzando un modello generato nel nostro laboratorio ed una dettagliata caratterizzazione cellulare e molecolare del prodotto proteico di MID1/TRIM18. In particolare siamo interessati a: i) comprendere gli eventi molecolari scatenati da mancanza di MID1/TRIM18 durante lo sviluppo del cervelletto che ricapitola i segni neurologici della malattia; ii) comprendere la regolazione dipendente da MID1/TRIM18 della dinamica citoscheletrica attraverso il controllo di diversi substrati identificati.

3) Studio di TRIM32, l’ubiquitina ligasi mutata nella Distrofia Muscolare dei Cingoli di tipo 2H

Mutazioni nel gene TRIM32 sono implicate nella Distrofia Muscolare dei Cingoli di tipo 2H. TRIM32 è anche però mutato in una malattia genetica differente, Bardet-Biedl tipo 11, ed è implicato in tumorigenesi. Data l’identificazione di diversi substrati di TRIM32 ed il suo coinvolgimento in processi molto diversi, lo scopo del nostro lavoro è quello di analizzare in dettaglio la capacità di TRIM32 di formare diversi complessi TRIM32-E2 in grado di catalizzare diverse catene di ubiquitina in relazione alla natura del substrato. L’obiettivo generale del progetto è di comprendere l’assemblaggio e l’organizzazione dei diversi complessi e la conseguente funzione ed effetto che svolgono sui substrati integrando approcci biochimici, cellulari e strutturali. Capire la biochimica che sottende l’attività di TRIM32 è cruciale nel determinare il destino degli specifici substrati e rappresenta uno passaggio fondamentale per disegnare soluzioni terapeutiche mirate.

4) H2020 MSCA-ITN 2018 TRIM-NET

Il progetto " TRIM-NET: Training network in drug discovery targeting TRIM ubiquitin ligases in disease" finanziato dal programma dell'Unione Europea Horizon 2020 Marie Sklodowska-Curie per la formazione innovativa è iniziato il 1 gennaio 2019.  TRIM-NET è un progetto di 4 anni finanziato con un budget totale di 3,2 M €. Ha lo scopo di affrontare l'attività e la regolamentazione delle ubiquitina ligasi della famiglia TRIM per sviluppare nuove terapie per il trattamento di diversi tipi di cancro, malattie neuromuscolari rare e malattie neurodegenerative.  Il progetto è coordinato da Germana Meroni del Dipartimento di Scienze della Vita, Università di Trieste e comprende 9 partner accademici di Regno Unito, Spagna, Germania, Francia, Germania e Paesi Bassi, oltre a 5 organizzazioni partner non accademiche. Il consorzio TRIM-NET è progettato per riunire un team multidisciplinare, che collega diverse competenze (genetica, biochimica, biologia molecolare e cellulare, biologia chimica, biologia strutturale) in tutta Europa. Le azioni Marie Skłodowska-Curie ITN mirano a promuovere la formazione e la mobilità internazionale per i ricercatori nella fase iniziale. Il gruppo di G. Meroni ha reclutato 2 dottorandi nell'ambito di questo progetto europeo.