Studio dell'espressione genica nel complesso neurale di Botryllus schlosseri mediante in situ Hybridization Chain Reaction

Botryllus schlosseri, a colonial ascidian, is an emerging model organism for studying regeneration and neurogenesis due to its unique reproductive strategy and the cyclical renewal of its nervous system. This thesis investigates the expression of two genes, CHAT (Acetylcholine esterase) and CXCR4 (C-X-C Receptor type 4 or Fusin), known for their roles in vertebrate neurobiology, during specific stages of B. schlosseri's blastogenetic cycle, in order to better understand the molecular mechanisms underlying the formation and maintenance of the neural complex in this invertebrate chordate. To achieve this, gene expression was analyzed using Hybridization Chain Reaction (HCR) in situ combined with confocal microscopy. Samples were selected, fixed, and treated with probes designed based on the B. schlosseri gene sequences. The analysis revealed clear CHAT expression in the cerebral ganglion of adult zooids and primary buds, consistent with its role in cholinergic signaling. In contrast, CXCR4 expression was not detectable under the conditions used, suggesting either absence of expression at this developmental stage or levels too low to be observed with the current setup. These results highlight the potential of B. schlosseri as a model for investigating nervous system evolution and provide new insights into the molecular basis of neuronal regeneration in chordates.

Botryllus schlosseri, un ascidiaceo coloniale, rappresenta un modello chiave per lo studio della rigenerazione e della neurogenesi grazie alla sua particolare modalità riproduttiva e al rinnovamento ciclico del sistema nervoso. Questa tesi ha indagato l’espressione di due geni associati a funzioni neurologiche nei vertebrati, CHAT (Acetilcolinesterasi) e CXCR4 (C-X-C Chemochine Receptor tipo 4 o anche Fusina), durante specifici stadi dello sviluppo blastogenetico in B. schlosseri, per comprendere meglio i meccanismi molecolari alla base della formazione e del mantenimento del complesso neurale in questo invertebrato cordato. Per raggiungere questo obiettivo, sono state condotte analisi di espressione genica tramite la tecnica Hybridization Chain Reaction (HCR) in situ, combinata con microscopia confocale. I campioni sono stati selezionati, fissati e trattati con sonde specifiche disegnate a partire dalle sequenze dei geni target in B. schlosseri. L’analisi ha evidenziato una chiara espressione del gene CHAT nel ganglio cerebrale degli adulti e nei germogli primari, in accordo con il ruolo del gene nella trasmissione colinergica. Al contrario, non è stata rilevata un’espressione apprezzabile del gene CXCR4, suggerendo una sua possibile assenza in questi stadi oppure una bassa espressione non rilevabile con le condizioni sperimentali adottate. Questi risultati sottolineano il valore di B. schlosseri come modello per lo studio dell’evoluzione del sistema nervoso e offrono nuovi spunti per esplorare le basi molecolari della rigenerazione neuronale nei chordati.