Luca Zardoni

Istituto di Genetica Molecolare “Luigi Luca Cavalli-Sforza”
Via Abbiategrasso, 207 – 27100 PAVIA
tel: +39 0382 546875
E-mail: luca.zardoni@igm.cnr.it

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Attività di Ricerca

L’attività di ricerca è concentrata sulla caratterizzazione dei meccanismi che portano all’insorgenza dello stress replicativo, una condizione patologica che promuove l’instabilità del genoma in diverse malattie umane, incluso il cancro. Un tratto distintivo dello stress replicativo è l’accumulo di forche replicative arrestate e collassate che deriva dall’incapacità del replisoma di bypassare gli ostacoli presenti sul DNA, ostacoli che includono il processo della trascrizione e in particolari gli scontri frontali tra replicazione e trascrizione.

Una conseguenza delle collisioni tra replicazione e trascrizione è l’accumulo di ibridi RNA:DNA in strutture chiamate R-loop. Gli R-loop rappresentano una minaccia per la stabilità del genoma, poiché possono innescare eventi di ricombinazione non programmati, favorendo l’insorgenza dell’instabilità genomica.

Nel nostro laboratorio, è stato dimostrato che la DNA/RNA elicasi Sen1 di lievito S. cerevisiae si associa alle forche replicative per promuove la progressione e la stabilità della forca durante gli scontri frontali tra trascrizione e replicazione limitando l’accumulo di R-loop. L’omologo umano del gene SEN1, la Senataxina, interagisce fisicamente con il “tumour suppressor gene” BRCA1 partecipando alla risoluzione degli R-loop formati a livello dei geni trascritti. Oltre al coinvolgimento nel cancro mutazioni nel gene della Senataxina sono associate a diversi disturbi neurologici con insorgenza giovanile come l’Atassia con Aprassia Oculomotoria di tipo 2 (AOA2) e la Sclerosi Laterale Amiotrofica di tipo 4 (ALS4).

I nostri studi hanno contribuito a dimostrare che le forche replicative durante gli scontri frontali con l’apparato trascrizionale vengono arrestate in assenza di Sen1. Le forche arrestate dalla trascrizione vengono protette dalla degradazione fino a quando l’arrivo di nuove forche replicative permette il completamento della sintesi del DNA. Più recentemente, abbiamo dimostrato che la fase di allungamento della trascrizione operata dell’RNA polimerasi II è la causa della formazione degli R-loop in grado di provocare l’arresto della forca replicativa in assenza di Sen1. Questi risultati aiutano a far luce sui meccanismi che portano all’insorgenza dello stress replicativo generato dalla trascrizione, una condizione che promuove l’accumulo di ibridi RNA:DNA dannosi per la stabilità del genoma.

 


Competenze

Biologia Molecolare:

PCR, estrazione di DNA e RNA, DNA plugs per Pulsed Field Gel Electrophoresis (PFGE), estrazione dell’RNA per analisi di retro-trascrizione, qPCR, purificazione di intermedi replicativi e analisi di 2D gel.

Biochimica:

Purificazione di proteine, SDS-page, Western e Southern Blot, Chromatin Immuno-Precipitation (ChIP), Immuno-Fluorescenza (IF) su nuclei di lievito (Spread test), DNA-RNA Immuno-Precipitazione (DRIP).

 

Biologia cellulare:

Dissezione e analisi di aschi di lievito, Spott assay, curve di crescita, di vitalità e di budding di lievito, test di sensibilità alle droghe, test di instabilità genomica (test di iper-ricombinazione, test di perdita dei cromosomi).

Microbiologia:

Coltivazione e manipolazione di colture di E. coli and S. cerevisiae, trasformazione di batteri e lievito, isolamento di mutanti

Informatica:

Sistemi operativi: Windows, Mac OS and Linux. Programmi: Microsoft Office, Adobe Photoshop, Illustrator, Endnote, ReadCube, Graphpad Prism, Fiji.

 

Competenze linguistiche:

Lingua madre: Italiano

Altre lingue: Inglese, livello B2.

 

Progetti di Ricerca

  • PRIN -2017SA5837: “Exploiting synergy in molecular targeted anticancer chemotherapy 
  • AIRC – IG 2017 Id.20762: “RNA processing meets DNA stability: RNaseH2, helicase DDX3X, DNA polymerases β, λ and η responding to genotoxic stress”