Il trasporto degli RNA per il controllo dell’espressione genica
Il controllo della trascrizione genica e la quantità di proteine prodotte nel tempo e nello spazio si possono regolare attraverso il trasporto degli RNA messaggeri (mRNA). Specialmente importanti per funzioni come il posizionamento dei neuroni e la plasticità sinaptica, le quantità variabili di neurotrasmettitori regoleranno la forza delle sinapsi e formeranno la base della memoria. Inoltre la perdita delle proteine coinvolte nella regolazione del trasporto degli RNA è stata collegata al ritardo mentale ereditario. Il progetto NEURORNATRANSPORT (“Molecular mechanisms of mRNA transport in neurons”) ha analizzato quali mRNA sono localizzati in modo differente, e i loro meccanismi di trasporto. I ricercatori hanno utilizzato il moscerino modello Drosophila, particolarmente significativo dal momento che il meccanismo generale di trasporto degli RNA è conservato dalla Drosophila all’uomo. Come misurazione del controllo post-traduzionale i ricercatori hanno considerato i complessi mRNA-proteina (mRNP) che determinano il destino dell’RNA, cioè se sarà tradotto o degradato. A tal fine hanno sviluppato un metodo sensibile che rileva gli mRNP nel sistema nervoso delle larve di Drosophila. Sottoponendo a screening oltre 300 regioni 3’-UTR (three prime untranslated regions), i ricercatori hanno scoperto che sebbene una localizzazione dendritica di basso livello sia diffusa ed efficiente, la localizzazione nei dendriti è un processo raro. Le 3’-UTR svolgono un ruolo fondamentale nell’espressione genica influenzando localizzazione, stabilità, esportazione ed efficacia di traduzione di un mRNA. I ricercatori del progetto hanno scoperto una sola 3’-UTR che ospita un elemento di forte localizzazione per i dendriti. Inoltre hanno mappato la regione responsabile, e sviluppato un kit di strumenti di ingegnerizzazione del genoma per testarne l’importanza funzionale. Il toolbox CRISPR/Cas contiene ceppi di moscerino Cas9 transgenico e RNA guida ad alta efficienza. Cas9 può controllare l’attivazione e la repressione trascrizionali. In questo caso il kit può essere usato per studiare la localizzazione dendritica dettagliata degli mRNA di un gene candidato. Il nuovo kit di strumenti può gestire l’ingegneria del genoma con notevole efficacia, attuando modifiche precise al genoma secondo le necessità. I risultati di NEURORNATRANSPORT promettono di rivelare nuove informazioni sulla biologia cellulare dei neuroni, e hanno ampie ripercussioni su sviluppo, plasticità e malattia neuronali.
Parole chiave
RNA, espressione genica, meccanismi molecolari, sistema nervoso, ingegneria del genoma
