Dirigente di Ricerca
Dipartimento di Biologia ed Evoluzione Organismi Marini
Tel. +39 081 5833203 - +39 081 5833255
e-mail ina.arnone(at)szn.it
Skype: miarnone
Arnone’s group website
Google scholar: https://scholar.google.com/citations?hl=en&user=_vDf5HQAAAAJ&view_op=list_works&sortby=pubdate
ERC sectors - Cellular, developmental and regenerative biology (LS3), Integrative biology: from genes and genomes to systems (LS2)
Settori scientifico-disciplinari - Biologia molecolare (BIO/11), Anatomia comparata e citologia (BIO/06)
Componenti
Jimenez-Juri Eva
Paganos Periklis
Caccavale Filomena
Cocurullo Maria
Alessandro Tanya
Astoricchio Emanuele
Partner of the Marie Skłodowska-Curie Innovative Training Network EvoCELL
Coordinator of the Human Frontier Science Program Project "Studying sea urchin dermal photoreception to unravel principles of decentralized spherical vision"
Research Interests
Le ricerche nel gruppo Arnone hanno lo scopo principale di studiare l'evoluzione dei network regolativi (GRN, gene regulatory network) che controllano lo sviluppo embrionale ed in particolare i processi organogenetici. In particolare siamo interessati a comprendere quali sono i GRN che controllano la differenziazione dall'archenteron embrionale al complesso tratto digerente della larva organizzato in tre compartimenti dotati di tipi cellulari distinti che ne regolano la funzione. Un altro campo di interesse riguarda lo studio di come il sistema sensoriale larvale rileva i segnali ambientali, in particolare il cibo e le condizioni di luce, e studia come queste informazioni vengono utilizzate per guidare l'adattamento delle traiettorie di sviluppo.
Per rispondere a queste domande, utilizziamo varie specie di echinodermi, un gruppo di organismi che hanno una posizione filogenetica particolare nel regno animale, in particolare rispetto all'uomo. Gli echinodermi, infatti, insieme agli emicordati, sono gli unici deuterostomi non-cordati attualmente viventi. Pertanto forniscono un inestimabile outgroup per la valutazione di ciò che è antico nei cordati, ciò che è specifico dei cordati, ciò che è specifico nei protostomi e rappresentano un gruppo chiave per studiare l'origine dei deuterostomi. Nei nostri studi comparativi utilizziamo due specie di ricci di mare: la specie dell'Oceano Pacifico Strongylocentrotus purpuratus e la specie mediterranea Paracentrotus lividus, nonché la specie di stella marina dell'Oceano Pacifico Patiria miniata.
Mediante l'utilizzo di approcci multidisciplinari che spaziano da tecniche di sequenziamento ad alto rendimento (RNA-seq, ChIP-Seq, ATAC-seq, scRNA-seq) alla microscopia confocale (FISH, IHC) a tecniche avanzate di micorscopia elettronica (SEM, TEM, SBEM) accoppiate a esperimenti di perturbazione dell'esperessione genica in vivo (MASOs, CRISPR/Cas9), miriamo a caratterizzare specifici tipi cellulari di echinodermi a livello molecolare, morfologico e comportamentale. Ricerche di punta del laboratorio riguardono cellule di tipo pancreatico (endocrine ed esocrine) e diversi tipi cellulari sensoriali, inclusi fotorecettori, visivi e non.
Selected Publications
*corresponding author
Mantica F, Iñiguez LP, Marquez Y, Permanyer J, Torres-Mendez A, Cruz J, Franch-Marro X, Tulenko F, Burguera D, Bertrand S, Doyle T, Nouzova M, Currie PD, Noriega FG, Escriva H, Arnone MI, Albertin CB, Wotton KR, Almudi I, Martin D, Irimia M. Evolution of tissue-specific expression of ancestral genes across vertebrates and insects. Nat Ecol Evol. 2024 Apr 15. doi: 10.1038/s41559-024-02398-5. Epub ahead of print. PMID: 38622362.
Cocurullo M, Paganos P , Benvenuto , Arnone MI. Characterization of thyrotropin-releasing hormone producing neurons in sea urchin, from larva to juvenile. Frontiers in Neuroscience. 2024, 18. doi: 10.3389/fnins.2024.1378520.
Jimenez-Guri E, Paganos P, La Vecchia C, Annona G, Caccavale F, Molina MD, Ferrández-Roldán A, Donnellan RD, Salatiello F, Johnstone A, Eliso MC, Spagnuolo A, Cañestro C, Albalat R, Martín-Durán JM, Williams EA, D'Aniello E, Arnone MI. Developmental toxicity of pre-production plastic pellets affects a large swathe of invertebrate taxa. Chemosphere. 2024 Apr 5;356:141887. doi: 10.1016/j.chemosphere.2024.141887. Epub ahead of print. PMID: 38583530.
Benvenuto G, Leone S, Astoricchio E, Bormke S, Jasek S, D'Aniello E, Kittelmann M, McDonald K, Hartenstein V, Baena V, Escrivà H, Bertrand S, Schierwater B, Burkhardt P, Ruiz-Trillo I, Jékely G, Ullrich-Lüter J, Lüter C, D'Aniello S, Arnone MI, Ferraro F. Evolution of the ribbon-like organization of the Golgi apparatus in animal cells. Cell Rep. 2024 Mar 26;43(3):113791. doi: 10.1016/j.celrep.2024.113791. Epub 2024 Feb 29. PMID: 38428420.
Schwaiger, M., Andrikou, C., Dnyansagar, R., Murguia, P.F., Paganos, P., Voronov, D., Zimmermann, B., Lebedeva, T., Schmidt, H., Genikhovich, G., Benvenuto, G., Arnone, M.I.*, & Technau, U.* (2021). An ancestral Wnt-Brachyury feedback loop and recruitment of mesoderm-determining target genes revealed by comparative Brachyury target screens. Nature Ecology and Evolution, 6(12), 1921-1939.
Paganos, P., Voronov, D., Musser, J.M., Arendt, D., & Arnone, M.I.* (2021). Single-cell RNA sequencing of the Strongylocentrotus purpuratus larva reveals the blueprint of major cell types and nervous system of a non-chordate deuterostome. Elife, 10, e70416.
Arnone, M.I.*, Andrikou, C., & Annunziata, R. (2016). Echinoderm systems for gene regulatory studies in evolution and development. Current Opinion in Genetics & Development, 39, 129-137.
Andrikou, C., Pai, C.Y., Su, Y.H., & Arnone, M.I.* (2015). Logics and properties of a genetic regulatory program that drives embryonic muscle development in an echinoderm. Elife, 4, e07343.
Ullrich-Lüter, E.M., Dupont, S., Arboleda, E., Hausen, H., & Arnone, M.I.* (2011). A unique system of photoreceptors in sea urchin tube feet. Proceedings of the National Academy of Sciences, 108(20), 8367-8372.
