Analisi genomica, splicing alternativi e funzione del gene umano DSCR1L2 (Down Sindrome critical region 1 like - 2)

Il gene DSCR1L2 (1p35.3-p33), identificato e clonato nel nostro laboratorio, appartiene alla famiglia genica umana DSCR1L (Down Sindrome critical region 1-like) di cui fanno parte anche i geni DSCR1 (21q22.12) e DSCR1L1 (6p12.3). Le sequenze del cDNA di questi geni non presentano alcuna somiglianza con quelle di membri di famiglie geniche note. L’analisi genomica mostra che, mentre gli invertebrati contengono un solo gene di tipo DSCR1-like, nei vertebrati sono presenti tre membri della famiglia. Lo studio dei loci DSCR1, DSCR1L1 e DSCR1L2 mostra l’esistenza nel genoma umano di una nuova regione di paralogia segmentale di circa 500 kb che comprende l’1,4% del cromosoma 21, nella quale si trovano nello stesso ordine tre membri delle tre famiglie geniche DSCR1L, Runt (AML, acute myeloid leukemia) e CLIC (chloride intracellular channel). L’analisi filogenetica mostra una divergenza tardiva di DSCR1L1 e DSCR1L2 dal gene DSCR1 più ancestrale, e la conservazione della paralogia segmentale fin dai vertebrati inferiori. Lo studio dell’mRNA di DSCR1L2 mostra una espressione ubiquitaria del gene, con un livello molto alto di espressione nel tessuto muscolare, in particolare in quello cardiaco. L’analisi bioinformatica e mediante reazione a catena della polimerasi dopo retrotrascrizione (RT-PCR) ha permesso di identificare tre isoforme di mRNA generate da splicing alternativo. Una delle isoforme si ottiene per perdita degli esoni 2 e 3 del gene, con conseguente perdita della regione codificante per il dominio ricco in prolina caratteristico della famiglia, una seconda forma mostra la perdita dell’esone 2, mentre la terza si caratterizza per la mancanza di 30 basi codificanti per 10 amminoacidi nella regione centrale della proteina. E’ stato recentemente dimostrato da altri Autori che le proteine DSCR1 e DSCR1L1 si legano alla Calcineurina (CnA), una fosfatasi calcio-calmodulina dipendente che modula l’espressione genica nel muscolo scheletrico e cardiaco durante lo sviluppo e in condizioni di ipertrofia provocata da stress ambientali o da patologie. Da parte di più Autori è stato supposto il legame anche di DSCR1L2 con la CnA stessa nonostante l’assenza di prove sperimentali, solo sulla base dell’omologia di sequenza. Il test dei due ibridi in lievito da noi eseguito per individuare l’interazione proteina-proteina tra DSCR1L2 e una o più proteine tradotte a partire dai cDNA presenti in una genoteca di cuore umano non ha potuto tuttavia rilevare nessuna interazione con la CnA. E’ stata invece dimostrata l’interazione tra DSCR1L2 e la troponina I (TNNI3) cardiaca umana, la subunità inibitoria del complesso delle troponine coinvolte nella contrazione muscolare. L’interazione con TNNI3 della proteina DSCR1L2 mostra un caso interessante di divergenza funzionale nell’ambito della famiglia genica DSCR1L, e contribuisce alla chiarificazione dei complessi proteici implicati nella contrazione muscolare. Inoltre, abbiamo identificato un secondo interattore proteico di DSCR1L2, corrispondente a un cDNA tradotto secondo un modulo di lettura non fisiologico; questo polipeptide non naturale di 48 amminoacidi potrebbe risultare di interesse farmacologico per il suo eventuale ruolo nella modulazione della funzione di DSCR1L2. L’interazione tra DSCR1L2 e TNNI3 è stata confermata mediante cotrasformazione in lievito dei due plasmidi contenenti DSCR1L2 e TNNI3. Una ulteriore conferma di tale interazione viene da esperimenti di coimmunoprecipitazione in vitro. La zona di interazione è stata infine mappata mediante cotrasformazione del cDNA corrispondente alla isoforma di splicing di DSCR1L2 mancante degli esoni 2 e 3 e del cDNA di TNNI3. I risultati mostrano l’assenza di interazione, individuando la zona di interazione nei domini codificati dagli esoni 2 e 3.