Scoprire i misteri delle molecole di RNA lungo
La maggior parte delle funzioni cellulari sono svolte dalle proteine. Le informazioni per produrle sono codificate nel DNA(si apre in una nuova finestra) che viene trascritto in molecole di RNA(si apre in una nuova finestra). Tuttavia, solo l’1 % del genoma umano(si apre in una nuova finestra) è coinvolto nella codifica delle sequenze proteiche, mentre gran parte del restante 99 % delle regioni «non codificanti» del genoma viene trascritto in lunghe molecole di RNA (lncRNA). I ricercatori stimano che il genoma umano contenga quasi 20 000 geni lncRNA, di cui molti svolgono un ruolo importante in processi biologici come la compensazione del dosaggio, la regolazione della trascrizione e la determinazione dell’identità cellulare. Sono stati anche coinvolti in malattie, tra cui il cancro e i disturbi neurologici. Eppure, nonostante il ruolo importante che svolgono, gli lncRNA sono ancora poco conosciuti, una lacuna di conoscenza a cui il progetto lincSAFARI(si apre in una nuova finestra), finanziato dall’UE e sostenuto dal Consiglio europeo della ricerca(si apre in una nuova finestra), sta lavorando per colmare. «Il nostro obiettivo è quello di capire meglio in che modo queste sequenze di genoma sono cambiate nel corso dell’evoluzione, che tipo di funzioni svolgono e come queste funzioni possono essere interrogate in modo efficiente in un ambiente di laboratorio», afferma Igor Ulitsky, ricercatore del Weizmann Institute of Science(si apre in una nuova finestra) e coordinatore del progetto lincSAFARI.
Una serie di scoperte importanti
Il progetto si basava sull’ipotesi che molti loci lncRNA svolgono un ruolo chiave nella regolazione genica durante la differenziazione cellulare(si apre in una nuova finestra). Questa ipotesi è stata verificata utilizzando un approccio interdisciplinare che ha combinato la biologia computazionale, molecolare e delle cellule staminali(si apre in una nuova finestra). «Dato che questa metodologia era scalabile, siamo stati in grado di studiare RNA lunghi completamente sconosciuti, per poi focalizzarci sulle loro basi individuali», spiega Ulitsky. «Ciò ci ha permesso non solo di capire quali funzioni svolgono gli lncRNA nei processi chiave ma anche, cosa ancora più importante, in che modo queste funzioni possono essere sfruttate per individuare i bersagli terapeutici e creare farmaci». Questa metodologia ha anche portato a una serie di scoperte importanti: ad esempio, i ricercatori hanno trovato un modo per confrontare in maniera efficiente le sequenze di lncRNA di diverse specie, un processo che ha consentito loro di trovare regioni molto brevi ma importanti dal punto di vista funzionale. «Abbiamo scoperto un lncRNA che si dimostra promettente come bersaglio terapeutico per un tipo di epilessia»(si apre in una nuova finestra), aggiunge Ulitsky. «Abbiamo anche trovato una famiglia precedentemente sconosciuta di elementi RNA brevi che stabiliscono dove l’RNA lungo che li contiene finisce nelle cellule».
Partire da zero
Secondo Ulitsky, questo progetto è stato particolarmente impegnativo perché richiedeva ai ricercatori di partire sostanzialmente da zero. «Quando abbiamo iniziato non sapevamo quasi nulla della maggior parte dei geni di cui ci siamo occupati», osserva, «ma quando il progetto è terminato sapevamo già molte cose, compresa la loro funzione, in che modo questa funzione è legata a specifiche condizioni fisiologiche e, in parte, come queste funzioni vengono svolte». I ricercatori stanno ora lavorando per generalizzare questi risultati per le centinaia di migliaia di lncRNA che restano un mistero. «Grazie ai metodi che abbiamo sviluppato durante il progetto lincSAFARI non dobbiamo più farlo uno per uno, ma possiamo farlo in un processo efficiente e snello», conclude Ulitsky. Questa ricerca costituirà la maggior parte del progetto lncIMPACT, finanziato dall’UE.
