Il malfunzionamento della traduzione proteica e il suo collegamento con il cancro
Durante la traduzione di una proteina nel ribosoma, il processo inizia normalmente dal 5' cap dell'mRNA e procede verso il 3' (iniziazione cap-dipendente). L'interesse degli studiosi si è concentrata su un altro meccanismo di traduzione molecolare, l'IRES (Internal ribosome entry site). Stranamente, infatti, alcuni messaggi normalmente soggetti a capping, come la crescita e l'apoptosi, si basano sull'IRES e nelle fasi di sviluppo iniziali di molti tumori è stato notato un malfunzionamento nell'iniziazione della traduzione nel mezzo della sequenza dell'mRNA. Per cercare di fare nuova luce sul meccanismo molecolare largamente inesplorato della trascrizione molecolare, il progetto Cellular Ireses ("Mechanism of cellular Ireses translation"), finanziato dall'UE, ha utilizzato il proto-oncogeno c-myc come modello. Questo regolatore genetico è necessario per la proliferazione e l'apoptosi cellulare e il myc mRNA contiene un IRES che permette la traduzione quando la traduzione dipendente dal 5' cap viene inibita. L'aspetto interessante è che in molti tumori il c-myc risulta sovraregolato. Il team del progetto ha cercato di chiarire il ruolo svolto dalla coda 3' poly(A) e il possibile coinvolgimento di una serie di fattori di regolazione dell'attività IRES che non richiedono il partner della coda poly(A), cioè la proteina PABP (poly(A) legante), che si ritiene svolga un ruolo di stimolazione della traduzione. Cellular Ireses ha impiegato tecnologie di proteomica avanzatissime, combinate con strumenti di bioinformatica, biochimica e spettrometria di massa per studiare gli elementi molecolari che partecipano alla funzione dell'IRES cellulare. Poiché il modello è stato studiato in modo da essere indipendente dal PABP, la traduzione cap-mediata è stata disattivata, lasciando intatta la traduzione c-myc IRES. Una volta sottratte al modello doppiamente ridotto entrambe le modalità di traduzione delle proteine, è stato possibile studiare l'attività dei fattori di potenziamento poly(A). Questa ingegnosa metodologia di analisi ha permesso di identificare gli enzimi metabolici coinvolti nei percorsi di glicolisi e i fattori di traduzione cellulare specifici basati su IRES. Per convalidare le molecole candidate, il team ha inoltre concepito un metodo di esame della traduzione in vitro i cui dettagli sono stati pubblicati sulla rivista Nature Protocols. La combinazione dello screening e delle metodologie di analisi impiegate ha consentito di restringere la selezione a un fattore unico che, come previsto, si lega al poly(A). Le future attività di ricerca continueranno a occuparsi della convalida dei regolatori e con tutta probabilità permetteranno di chiarire ulteriormente aspetti specifici del controllo della traduzione, poiché regolazione genetica è solo una minima parte del complesso puzzle offerto dalla traduzione proteica. I risultati del progetto offriranno ampie implicazioni nel settore sanitario, per quanto riguarda il malfunzionamento dei meccanismi che provoca l'insorgenza del cancro.
