Investigating the Role of Non-Coding RNAs in the regulation of muscle atrophy and Mitochondrial Changes in Skeletal Muscle

Ageing is a complex biological process accompanied by various physiological changes, and among its consequences is the progressive loss of muscle mass, known as muscle atrophy. This thesis delves into the intricate relationship between ageing and muscle atrophy, focusing on the microRNA miR-30 family as a potential key player. Our investigation began with a comprehensive microarray data analysis, which revealed the central involvement of miR-30 family in the ageing process. The mitochondrion, a crucial cellular organelle responsible for regulating reactive oxygen species, cytosolic calcium levels, and apoptosis, emerged as a focal point in our research. Recognizing its diminished function during ageing, we explored the specific roles of miR-30a and miR-30f in mitochondrial dynamics, an important trait of ageing. Through the overexpression of these microRNAs in C2C12 cells, we observed a marked shift toward favouring the fusion process over fission, ultimately reducing the process of apoptosis. Given that muscle atrophy is a prominent contributor to the ageing phenotype, we further investigated the impact of miR-30a and miR-30f on the regulation of muscle cell size. Our findings demonstrated that the overexpression of these microRNAs in C2C12 cells resulted in a significant increase in cell size, shedding light on their potential as regulators of muscle hypertrophy. In conclusion, this thesis illuminates the intricate connections between ageing, muscle atrophy, and the miR-30 family, particularly miR-30a and miR-30f. By unraveling their roles in mitochondrial dynamics and muscle cell size regulation, our research contributes valuable insights to the understanding of the molecular mechanisms underlying the ageing process.

L'invecchiamento è un processo biologico complesso accompagnato da vari cambiamenti fisiologici, e tra le sue conseguenze vi è la perdita progressiva di massa muscolare, nota come atrofia muscolare. Questa tesi approfondisce l'intricata relazione tra l'invecchiamento e l'atrofia muscolare, concentrandosi sulla famiglia di microRNA miR-30 come potenziale protagonista. La nostra indagine è iniziata con un'approfondita analisi dei dati di microarray, che ha rivelato il coinvolgimento centrale della famiglia miR-30 nel processo di invecchiamento. Il mitocondrio, una cruciale organelle cellulare responsabile della regolazione delle specie reattive dell'ossigeno, dei livelli citosolici di calcio e dell'apoptosi, è emerso come punto focale della nostra ricerca. Riconoscendo la sua funzione ridotta durante l'invecchiamento, abbiamo esplorato i ruoli specifici di miR-30a e miR-30f nella dinamica mitocondriale, una caratteristica importante dell'invecchiamento. Attraverso la sovraespressione di questi microRNA nelle cellule C2C12, abbiamo osservato un marcato spostamento a favore del processo di fusione rispetto alla fissione, riducendo ultimamente il processo di apoptosi. Dato che l'atrofia muscolare è un contributore prominente al fenotipo dell'invecchiamento, abbiamo ulteriormente indagato l'impatto di miR-30a e miR-30f sulla regolazione delle dimensioni delle cellule muscolari. Le nostre scoperte hanno dimostrato che la sovraespressione di questi microRNA nelle cellule C2C12 ha comportato un aumento significativo delle dimensioni cellulari, mettendo in luce il loro potenziale come regolatori dell'ipertrofia muscolare. In conclusione, questa tesi illumina le intricate connessioni tra l'invecchiamento, l'atrofia muscolare e la famiglia miR-30, in particolare miR-30a e miR-30f. Svelando i loro ruoli nella dinamica mitocondriale e nella regolazione delle dimensioni delle cellule muscolari, la nostra ricerca contribuisce a preziose intuizioni per la comprensione dei meccanismi molecolari alla base del processo di invecchiamento.