«Guerra» tra RNA

In uno studio pubblicato recentemente sulla rivista Cell, ricercatori dell’Università La Sapienza di Roma hanno messo in luce un nuovo meccanismo di regolazione dell’espressione genica basato su una particolare classe di RNA, i cosiddetti ceRNA, abbreviazione di «competing endogenous RNA» o «RNA decoy». Lo studio dà risalto alla notevole capacità che le molecole di RNA hanno di «dialogare» e competere tra di loro per regolarsi a vicenda secondo il meccanismo di RNA editing: un fenomeno insospettabile fino a poco tempo fa, ma che è ora chiaramente indicato come uno dei meccanismi fondamentali di cui la cellula si avvale per regolare le proprie funzioni.

 

 

 

Quella degli RNA è una grande famiglia: tante molecole che, seppur condividendo la base molecolare (acido ribonucleico), svolgono funzioni molto diverse tra di loro. Il più famoso di tutti è sicuramente il cosiddetto messaggero o, per chi preferisce le abbreviazioni, mRNA (messenger RNA): come suggerisce il nome, si tratta della molecola che fa da tramite tra la sequenza genica contenuta nel DNA e la proteina da essa codificata. Come originariamente postulato da Francis Crick in quello che viene ricordato come dogma centrale della biologia, un gene viene trascritto in una molecola di mRNA e questo viene a sua volta tradotto in proteina. Un meccanismo piuttosto semplice che, purtroppo per i biologi molecolari, raramente si svolge in modo così lineare. Esistono infatti una serie di meccanismi regolatori che si sovrappongono a questa semplice equazione molecolare, come il cosiddetto RNA editing. In sostanza, si tratta di una specie di «guerra» tra molecole di RNA , che ha lo scopo di modulare l'espressione di particolari geni. Esistono molecole di RNA – note come microRNA (o miRNA) in grado di legarsi alle molecole di messaggero: un legame che comporta la degradazione dell’mRNA e la mancata espressione della proteina corrispondente. Oppure ci sono gli RNA decoy (o ceRNA), molecole che funzionano come vere e proprie esche, attirando e legandosi ad altre molecole di RNA ed impedendo che queste possano svolgere la funzione per cui erano state originariamente prodotte dalla cellula.

 

Al centro dello studio pubblicato su Cell vi è una particolare molecola di RNA non codificante, chiamata linc-MD1, che sembrerebbe svolgere un ruolo chiave nelle cellule di muscolo. In virtù della azione di regolazione dell’espressione di geni spiegata poc’anzi, linc-MD1 regolerebbe l’espressione di geni coinvolti nel differenziamento muscolare. La cosa interessante è che linc-MD1 non agisce legandosi agli RNA messaggeri, come ampiamente visto fino ad oggi, ma legandosi ai miRNA. In sostanza, il meccanismo di regolazione di linc-MD1 avviene modulando molecole a loro volta regolatorie, i miRNA: un ulteriore livello di regolazione che si sovrappone ad uno già esistente e un ulteriore colpo alla già traballante linearità del dogma centrale della biologia.

Tra i fenomeni più importanti nella vita della cellula vi è il processo di differenziamento, la fase in cui la cellula acquisisce le caratteristiche funzionali tipiche del tessuto di cui fa parte. Lo studio dei ricercatori de La Sapienza mostra che la quantità di linc-MD1 presente nella cellula correla direttamente con il programma di differenziamento muscolare: quando i livelli di linc-MD1 sono bassi, il differenziamento viene rallentato, mentre un innalzamento della sua espressione porta ad un’accelerazione dell’intero processo. Questo nuovo meccanismo di regolazione è particolarmente interessante non solo dal punto formale, ma anche per le ricadute che potrebbe avere sulla comprensione della distrofia muscolare di Duchenne. Le persone affette da distrofia presentano sintomi molto invalidanti associati alla progressiva degenerazione dei loro muscoli. I ricercatori hanno scoperto che in queste persone i livelli di linc-MD1 sono molto più bassi del normale, un ulteriore indizio dello stop al normale differenziamento muscolare che caratterizza questi pazienti.