Elisa Mentegari

Istituto di Genetica Molecolare “Luigi Luca Cavalli-Sforza”
Via Abbiategrasso, 207 – 27100 PAVIA
tel: +39 0382 546355
E-mail: elisa.mentegari@igm.cnr.it

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Attività di Ricerca

Caratterizzazione del ruolo delle DNA polimerasi riparative nell’Allungamento Alternativo dei Telomeri (ALT).

L’ALT è utilizzato come meccanismo per mantenere la lunghezza dei telomeri in circa il 10% dei tumori. Nonostante alcune caratteristiche comuni alle cellule che utilizzano l’ALT (come, ad esempio, la presenza di ECTR (extrachromosomal telomeric repeat DNA) e di APBs (ALT-associated promyelocytic leukemia (PML) bodies), tale meccanismo non è stato ancora del tutto chiarito. Inattivare i meccanismi di mantenimento della lunghezza dei telomeri è considerata una possibile strategia terapeutica. Pertanto, la caratterizzazione dei meccanismi molecolari e degli enzimi coinvolti nel meccanismo ALT potrebbe contribuire all’identificazione di nuovi bersagli farmacologici. Negli ultimi anni il nostro gruppo ha accumulato evidenze che supportano il ruolo di enzimi specializzati nel riparo di danni al DNA nei passaggi iniziali del processo di allungamento dei telomeri durante l’ALT. Se tali fattori si rivelassero essenziali per questo processo, essi potrebbero diventare la chiave per lo sviluppo di nuove terapie antitumorali.

• Mentegari, E. et al.  A Role for Human DNA Polymerase λ in Alternative Lengthening of Telomeres. International Journal of Molecular Sciences, 2021

Caratterizzazione di una nuova via alternativa di riparazione di rotture a doppio filamento del DNA che conferisce resistenza ai farmaci antitumorali

Le rotture della doppia elica del DNA (DSB) costituiscono una minaccia per la stabilità genomica. Le cellule eucariotiche possiedono due vie principali per riparare tali danni: la ricombinazione omologa e il NHEJ (Non-Homologous End Joining). Tuttavia, nelle cellule tumorali, lo sbilanciamento delle vie di riparazione del DNA favorisce la comparsa e l’utilizzo di meccanismi alternativi (Alternative end-Joining AJ) per la riparazione dei DSB. Questi sono correlati a resistenza a trattamenti chemioterapici e ad instabilità genomica, una caratteristica essenziale per la progressione tumorale. Scoprire e caratterizzare i fattori coinvolti in tali vie alternative potrebbe portare allo sviluppo di nuove terapie. Attualmente, stiamo studiando il ruolo delle DNA polimerasi riparative su una via di A-EJ che emerge in cellule ALT, in seguito a trattamento con classici agenti chemioterapeutici.

Ribonucleotidi misincorporati da DNA polimerasi specializzate

Più di 10⁷ ribonucleotidi vengono misincorporati nel genoma umano durante la replicazione, costituendo le lesioni più abbondanti presenti nel DNA. Infatti, la loro presenza potrebbe provocare lo stallo e/o il collasso della forca replicativa. Non solo, il gruppo 2’-OH rende i ribonucleotidi soggetti a idrolisi spontanea. Di conseguenza, se non rimossi correttamente, la loro presenza determina un incremento dell’instabilità genomica. Per tali motivi, disfunzioni di RNase H2, l’enzima che inizia il meccanismo di rimozione di ribonucleotidi misincorporati nel DNA (Ribonucleotide Excision Repair – RER), compromette la sopravvivenza in ogni organismo vivente. Lo scopo del mio lavoro è quello di chiarire l’impatto che può determinare la misincorporazione di ribonucleotidi a fronte di diverse lesioni al DNA ad opera di meccanismi quali la sintesi translesione (Translesion synthesis – TLS) sull’efficienza del RER. Le nostre scoperte supportano il ruolo dei meccanismi di riparazione del DNA come fonte di accumulo dei ribonucleotidi nel genoma. In particolare, abbiamo scoperto che la Polimerasi b, piuttosto che la Polimerasi l, è in grado di incorporare ribonucleotidi sia durante il processo riparativo per escissione di basi (Base-Excision Repair – BER), sia durante la sintesi contro la lesione 8-oxo-G, il danno ossidativo più abbondante nelle nostre cellule. I nostri dati hanno inoltre suggerito un potenziale ruolo della Polimerasi h nella sintesi di lunghi tratti di RNA, che potrebbero aumentare ulteriormente le conseguenze negative dell’incorporazione di ribonucleotidi nel DNA in cellule deficienti per l’attività di RNase H2. In dipendenza del tipo di lesione, l’incorporazione di ribonucleotidi contro basi danneggiate potrebbe anche incidere sull’azione di DNA glicosilasi e/o ridurre l’efficienza della loro rimozione da parte di RNase H2..

• Mentegari E. et al. Ribonucleotide incorporation by human DNA polymerase η impacts translesion synthesis and RNase H2 activity. Nucleic Acids Research, 2017
• Crespan E. et al. Impact of ribonucleotide incorporation by DNA polymerases β and λ on oxidative base excision repair. Nature Communications, 2016

Competenze

• Biologia molecolare
• Biologia cellulare (incluse colture cellulari animali, vegetali e batteriche e tecniche di immunofluorescenza)
• Biochimica (inclusa espressione e purificazione di proteine ricombinanti e set-up di saggi in vitro)