Studio neuroradiologico (morfologico e funzionale) nei pazienti con Epilessia Frontale Notturna

L'epilessia frontale notturna (EFN) è caratterizzata da crisi motorie che insorgono durante il sonno. Scopo del progetto è studiare le cause fisiopatologiche e morfo-funzionali che sottendono ai fenomeni motori nei pazienti con EFN e identificare alterazioni strutturali e/o metaboliche mediante tecniche avanzate di Risonanza Magnetica (RM). Abbiamo raccolto una casistica di pazienti con EFN afferenti al Centro Epilessia e dei Disturbi del Sonno del Dipartimento di Scienze Neurologiche, Università di Bologna. Ad ogni paziente è stato associato un controllo sano di età (± 5 anni) e sesso corrispondente. Tutti sono stati studiati mediante tecniche avanzate di RM comprendenti Spettroscopia del protone (1H-MRS), Tensore di diffusione ed imaging 3D ad alta risoluzione per analisi morfometriche. In particolare, la 1H-MRS è stata effettuata su due volumi di interesse localizzati nei talami e nel giro del cingolo anteriore. Sono stati inclusi nell’analisi finale 19 pazienti (7 M), età media 34 anni (range 19-50) e 14 controlli (6 M) età media 30 anni (range 19-40). A livello del cingolo anteriore il rapporto della concentrazione di N-Acetil-Aspartato rispetto alla Creatina (NAA/Cr) è risultato significativamente ridotto nei pazienti rispetto ai controlli (p=0,021). Relativamente all’analisi di correlazione, l'analisi tramite modelli di regressione multipla ha evidenziato che il rapporto NAA/Cr nel cingolo anteriore nei pazienti correlava con la frequenza delle crisi (p=0,048), essendo minore nei pazienti con crisi plurisettimanali/plurigiornaliere. Per interpretare il dato ottenuto è possibile solo fare delle ipotesi. L’NAA è un marker di integrità, densità e funzionalità neuronale. E’ possibile che alla base della EFN ci siano alterazioni metaboliche tessutali in precise strutture come il giro del cingolo anteriore. Questo apre nuove possibilità sull’utilizzo di strumenti di indagine basati sull’analisi di biosegnali, per caratterizzare aree coinvolte nella genesi della EFN ancora largamente sconosciute e chiarire ulteriormente l’eziologia di questo tipo di epilessia.

Mitochondrial Inheritance, Mito-nuclear Coevolution, and Sex-associated Genes in Bivalve Molluscs: Transcriptomics and Molecular Evolution

Bivalvia represents an ancient taxon including around 25,000 living species that have adapted to a wide range of environmental conditions, and show a great diversity in body size, shell shapes, and anatomic structure. Bivalves are characterized by highly variable genome sizes and extremely high levels of heterozygosity, which obstacle complete and accurate genome assemblies and hinder further genomic studies. Moreover, some bivalve species presented a stable evolutionary exception to the strictly maternal inheritance of mitochondria, namely doubly uniparental inheritance (DUI), making these species a precious model to study mitochondrial biology. During my PhD, I focused on a DUI species, the Manila clam Ruditapes philippinarum, and my work was two-folded. First, taking advantage of a newly assembled draft genome and a large RNA-seq dataset from different tissues of both sexes, I investigated 1) the role of gene expression and alternative splicing in tissue differentiation; 2) the relationship across tissue specificity, regulatory network connectivity, and sequence evolution; 3) sexual contrasting genetic markers potentially associated with sexual differentiation. The detailed information for this part is in Chapter 2. Second, using the same RNA-seq data, I investigated how nuclear oxidative phosphorylation (OXPHOS) genes coordinate with two divergent mitochondrial genomes in DUI species (mito-nuclear coordination and coevolution). To address this question, I compared transcription, polymorphism, and synonymous codon usage in the mitochondrial and nuclear OXPHOS genes of R. philippinarum in Chapter 3. To my knowledge, this thesis represents the first study exploring the role of alternative splicing in tissue differentiation, and the first study analyzing both transcriptional regulation and sequence evolution to investigate the coordination of OXPHOS genes in bivalves.