20.12.2011 -
Un meccanismo noto da tempo quello della trascrizione
dell'informazione genetica del DNA in RNA grazie all'attività
dell'enzima RNA polimerasi. Un meccanismo che si scopre funzionare
a una velocità fino a 10-20 volte superiore a quella finora
misurata. La scoperta è di un gruppo di ricercatori dell'ICGEB
(intarnational Centre for Genetic Engineering and
Biotechnology) di Trieste, guidato da Alessandro Marcello, in
collaborazione con il fisico Paolo Maiuri.
La prestigiosa rivista EMBO Reports ha dedicato alla
ricerca la copertina del numero di dicembre. Il team italiano ha
preso in esame il virus HIV, agente patogeno dell'AIDS, che si
integra nel genoma della cellula infettata e sfrutta l'RNA
polimerasi cellulare per trascrivere il proprio genoma.
Utilizzando per la prima volta un metodo di microscopia a
fluorescenza, che permette la visualizzazione del processo di
trascrizione in cellule vive, i ricercatori hanno potuto misurare
la velocità della polimerasi sul genoma di HIV in tempo reale.
Risultato? I valori ottenuti sono di 10-20 volte
superiori a quelli finora misurati con altre tecniche.
Il metodo funziona come una sorta di 'autovelox
molecolare': tracciando l'accumulo di RNA trascritto dal genoma del
virus nel nucleo cellulare e 'spegnendone' poi la fluorescenza sul
sito di trascrizione, i ricercatori sono riusciti a calcolare
in quanto tempo una nuova trascrizione viene completata, fino a
ristabilire l'equilibrio nella cellula. L'analisi matematica di
queste misure porta alla determinazione della velocità della
polimerasi.
"La trascrizione è un processo fondamentale strettamente
controllato dalla cellula - spiega Alessandro Marcello,
responsabile del laboratorio di virologia dell'ICGEB - le nostre
misure indicano che anche la velocità della polimerasi può essere
un fattore importante nel regolare l'espressione genica". Pensiamo
alla distrofina, il gene più lungo che si conosca, la cui
deficienza causa la distrofia muscolare: si stimava fino a oggi che
per un singolo ciclo di trascrizione fossero necessarie ben sedici
ore, un tempo molto lungo che aumenta il rischio di non portare a
termine il processo. Con le nuove misure di velocità della
polimerasi il tempo necessario alla trascrizione della distrofina
sarebbe di molto ridotto, diminuendo enormemente il rischio di non
completare la trascrizione di un gene essenziale".
I prossimi passi dei ricercatori potrebbero andare nella
direzione di comprendere da cosa dipenda la velocità di
trascrizione dell'RNA, verificando, per esempio, se a modulare la
polimerasi sia un acceleratore molecolare oppure il contesto
morfologico della cellula: come per un'auto, infatti, la velocità
dipende anche dalla tortuosità del percorso e dagli ostacoli che
trova sul proprio cammino che, nel caso della polimerasi, sono
rappresentati dall'impaccamento di DNA e proteine nella cromatina.
Una volta appurati i fattori che influenzano il processo, si
potrebbe vedere se eventuali alterazioni della velocità di
trascrizione possano essere messe in relazione con patologie come
le malattie genetiche o i tumori.
"Cambiare la scala di una semplice misura di un processo
molecolare ha molteplici implicazioni, anche patogenetiche. È
compito della ricerca di base comprenderne i meccanismi che poi
potranno divenire bersaglio di eventuali nuovi approcci
terapeutici" conclude Marcello.