Overview

Il gruppo Asimmetria Cerebrale e Disturbi del Neurosviluppo (BAND) utilizza il pesce zebra come animale modello per studiare i disordini del neurosviluppo, quali la sindrome di Williams-Beuren e altre sindromi legate all’autismo. Concentrandoci sulle asimmetrie cerebrali, esploriamo come le alterazioni della lateralizzazione cerebrale possano impattare sulla socialità e altre funzioni cognitive. La nostra ricerca è finalizzata a identificare i meccanismi genetici e neurobiologici che generano questi disordini, fornendo dettagli su come la variazione nelle funzioni specializzate degli emisferi cerebrali possano influenzare lo svolgersi di alcune attività (comportamenti) in modelli animali patologici e nei pazienti affetti da questi disturbi. 

Ambiti di ricerca

Basi del Neurosviluppo della Sindrome di Williams-Beuren (WBS) e nella sindrome da Duplicazione del 7q (7qDupl). Il gruppo esplora come le alterazioni delle asimmetrie cerebrali possano contribuire al generarsi delle alterazioni cognitive e sociali associate ai disordini del neurosviluppo come WBS and 7qDupl. Sfruttando il pesce zebra come modello animale, ci occupiamo di studiare i difetti generati dalle mutazioni nei geni associati a queste sindromi, concentrandoci sulle alterazioni delle funzioni specializzate dei due emisferi cerebrali e di come esse influenzino la socialità ed altre abilità cognitive come l’ansia e il computo numerico. 

La WBS è una sindrome del neurosviluppo con base genetica caratterizzata da una delezione (perdita) di 25 geni posizionati sul braccio q del cromosoma 7 (locus WBS). Fra questi 25 geni, 8 sembrano coinvolti nella generazione di anomalie cognitive e comportamentali. Infatti, i pazienti WBS presentano alterazioni cognitive quali lieve o moderato ritardo mentale, discalculia evolutiva, alterazioni della dominanza oculare e uditiva, e infine iper-socialità.
Al contrario, nel caso in cui il locus WBS vada incontro ad una duplicazione genica, si assiste alla generazione di una seconda sindrome detta 7qDupl che presenta tratti comportamentali opposti alla WBS tra cui asocialità, aggressività ed altre caratteristiche simil-autistiche. 

La nostra ricerca mira a sfruttare i vantaggi offerti da queste due “sindromi sorelle” per investigare i link esistenti fra le asimmetrie cerebrali e le funzioni cognitive specializzate dei due emisferi cerebrali. La nostra idea è quella di manipolare i geni del locus WBS per creare modelli che manifestino le caratteristiche tipiche delle due sindromi al fine di esplorare le sfumature della lateralità cerebrale e come questa influenzi i cambiamenti comportamentali e cognitivi in modelli animali patologici e nei pazienti affetti da questi disturbi.

Membri

Andrea Messina, Principal Investigator
Alessandra Gobbo, dottoranda(in co-supervisione)

Sono sempre interessato ad accogliere giovani scienziati altamente motivati sia che essi siano studenti di laurea triennale che postdoc specializzati. Pertanto, se sei interessato, contatta direttamente il PI Andrea Messina.

Membri precedenti

Gabriele Norrito, ex studente di laurea magistrale.

Pubblicazioni

  • Luu P., Nadtochiy A., Zanon M., Moreno N., Messina A., Miletto Petrazzini M.E., Torres Perez J.V., Keomanee-Dizon K., Jones M.,  Brennan C.H., Vallortigara G.,  Fraser S.E.,  Truong T.V. (2024). Neural Basis of Number Sense in Larval Zebrafish. BiorXiv DOI:10.1101/2024.08.30.610552
  • Lorenzi E., Perrino M., Messina A., Zanon M., Vallortigara G. (2024). Innate responses to numerousness reveal neural activation in different brain regions in newly-hatched visually naïve chicks. Helyion DOI:10.1016/j.heliyon.2024.e34162
  • Elisabeth Adam, Mirko Zanon, Messina A., Vallortigara G (2024). Looks like home: Numerosity, but not spatial frequency guides preference in zebrafish larvae (Danio rerio). Animal Cognition DOI:10.1007/s10071-024-01888-0
  • Messina A., Sovrano A.V., Baratti G., Musa A., Gobbo A., Adiletta E., Sgadò P. (2024). Valproic acid exposure alters social visual lateralization and asymmetric gene expression in zebrafish larvae. Sci Reports DOI:10.1038/s41598-024-54356-7
  • Castellini M., Spagnolli G., Poggi L., Biasini E., Casarosa S.*, Messina A.* (2023). Identification of the zebrafish homologues of IMPG2, a retinal proteoglycan.  Cell Tissue Res. DOI:10.1007/s00441-023-03808-z.   (*Equal contribution) 
  • Vallortigara G.*, Lorenzi E.*, Messina A.*, Perrino M.* (2022). Magnitudes for Nervous Systems: Theoretical Issues and Experimental Evidence. Curr Dir Psychol Sci. DOI: 10.1177/09637214221102146. (*Equal contribution)
  • Messina A., Potrich D., Perrino M., Sheardown E., Miletto-Petrazzini M.E., Luu P., Nadtochiy A., Truong T.V., Sovrano V.A., Fraser S.E., Brennan C.H., Vallortigara G. (2022). Quantity as a Fish Views It: Behavior and Neurobiology. Front NeuroAnat, 16:943504. DOI: 10.3389/fnana.2022.943504
  • Messina A.*, Potrich D., Schiona I., Sovrano V.A., Fraser S.E., Brennan C.H., Vallortigara G.* (2022). Neurons in the Dorso-Central Division of Zebrafish Pallium Respond to Change in Visual Numerosity. Cerebral Cortex. DOI: 10.1093/cercor/bhab218. (*co-corresponding authors). 
  • Messina A.*, Potrich D., Schiona I., Sovrano V.A., Vallortigara G.* (2021). The Sense of Number in Fish, with Particular Reference to Its Neurobiological Bases. Animals. DOI: 10.3390/ani11113072 (*co-corresponding authors). 
  • Messina A.*, Boiti A., Sovrano A.V., Sgadò P*. (2020). Micromolar Valproic Acid Doses Preserve Survival and Induce Molecular Alterations in Neurodevelopmental Genes in Two Strains of Zebrafish Larvae. Biomolecules. DOI: 10.3390/biom10101364 (*co-corresponding authors). 
  • Messina A.*, Boiti A., Vallortigara G. (2020). Asymmetric distribution of pallial‐expressed genes in zebrafish (Danio rerio). Eur J Neurosci. DOI: 10.1111/ejn.14914. (*corresponding authors). 
  • Messina A.*, Potrich D., Schiona I., Sovrano V.A., Fraser S.E., Brennan C.H., Vallortigara G. (2020). Response to Change in Numerosity of Visual Stimuli in Zebrafish: A Behavioural and Molecular Approach. Sci Reports. DOI:10.1038/s41598-020-62608-5. (*corresponding authors). 
  • Miletto Petrazzini M.E.*, Sovrano V.A., Vallortigara G., Messina A.* (2020). Brain and Behavioral Asymmetry: A Lesson from Fish. Front NeuroAnat. DOI:10.3389/fnana2020.00011. (*co-corresponding authors). 

Per una lista completa vedere la pagina web personale del dott. Andrea Messina.

Grants

Grant di Benvenuto per Nuovi Assunti, Università di Trento 

Collaborazioni in corso

Giorgio Vallortigara, CIMeC, Università di Trento, IT
Valeria Anna Sovrano, CIMeC, Università di Trento, IT
Paola Sgadò, CIMeC, Università di Trento, IT
Elisa Frasnelli, CIMeC, Università di Trento, IT
Simona Casarosa, CIBIO, Università di Trento, IT
Matthias Carl, CIBIO, Università di Trento, IT
Maria Elena Miletto Petrazzini, Università di Padova, IT
Caroline H. Brennan, Queen Mary University of London, UK
Scott E. Fraser, University of Southern California, USA
Thai Viet Truong, University of Southern California, USA
Jose Vincente Torres-Perez, Universitat de Valencia, ES