Nuove scoperte nelle mutazioni dell’RNA e il ruolo degli «chaperones»
Gli acidi ribonucleici (RNA) sono una classe di molecole a filamento singolo che sono copie mobili delle informazioni contenute nel nostro DNA. Sono tradotte in proteine per costruire i nostri corpi, ma gran parte delle informazioni sull’RNA e le sue funzioni rimangono un mistero. Negli ultimi 30 anni, gli scienziati hanno scoperto che l’RNA è in grado di fare molto altro, oltre a fungere da mediatore tra il DNA e le proteine. Il progetto MuRChap dell’UE ha appreso molto riguardo le regole che disciplinano gli chaperones dell’RNA. La ricerca è stata condotta presso l’Imperial College di Londra, con il supporto del programma Marie Skłodowska-Curie. Le trascrizioni dell’RNA sono stringhe di informazioni e, come le stringhe reali, possono piegarsi, curvare e legarsi tra loro. «Questo processo di fissaggio, denominato ripiegamento (folding), può facilmente andare storto», spiega il ricercatore Tobias Warnecke, capogruppo del Molecular Systems Group presso il MRC London Institute of Medical Sciences (LMS) e l’Imperial College di Londra. «Gli chaperones dell’RNA aiutano l’RNA a ripiegarsi correttamente».
Chaperones intelligenti
Il progetto ha concentrato l’attenzione sulle mutazioni che rendono più probabile un ripiegamento difettoso dell’RNA, domandandosi come gli chaperones dell’RNA smorzino o riducano queste mutazioni. «Molte mutazioni sono denominate “neutrali”: non fanno alcuna differenza per la riuscita riproduttiva e per la sopravvivenza», afferma Warnecke. «Al contrario, alcune sono deleterie. Lo chaperone può rendere quasi invisibili alcune mutazioni che sarebbero altrimenti problematiche». Il team di MuRChap ha preso un organismo chiamato Tetrahymena, diffuso negli stagni, e ha analizzato l’introne del gruppo I, che completa i geni dell’organismo ospite. L’introne può togliersi dalla trascrizione dell’RNA prima di venire tradotto nella proteina. La struttura dell’RNA è importante per l’introne: esso può autoeliminarsi solo se si ripiega in modo corretto. I ricercatori hanno introdotto decine di migliaia di mutazioni nell’introne del gruppo I, generando quasi tutte le possibili combinazioni di mutazioni in una piccola sezione dell’RNA che sapevano sarebbe stata fondamentale per la sua funzione. I ricercatori hanno organizzato l’esperimento affinché ciascuna copia dell’RNA venisse prodotta da una cellula diversa di Escherichia coli. La cellula può sopravvivere solo se l’introne si ripiega come dovrebbe. «Possiamo quindi misurare quanto sono gravi alcune mutazioni monitorando quali combinazioni di mutazioni non troviamo dopo avere lasciato moltiplicarsi l’E. Coli», osserva Warnecke. I risultati erano decisivi: «Abbiamo scoperto che lo chaperone dell’RNA ha un impatto sulle combinazioni di mutazioni che sopravvivono e su quelle che non ce la fanno». Tuttavia, l’effetto degli chaperones dell’RNA sulle combinazioni di mutazioni che sono tollerate e quelle che non lo sono, è complesso. Warnecke spera che seguirà una ricerca più importante per acquisire ulteriori dettagli, aprendo la strada a strumenti basati sull’RNA per combattere le malattie genetiche. «Vogliamo migliorare la nostra conoscenza su come sono diffuse le funzioni di buffering. Per esempio, gli chaperones dell’RNA nel genoma umano forniscono un buffering simile a quello visto nel nostro semplice modello di sistema? Se fosse così, questo buffering colpirebbe le mutazioni nel genoma umano?», si chiede Warnecke.
Parole chiave
MuRChap, chaperones dell’RNA, strumenti basati sull’RNA, mutazioni, buffering