Regolazione dell'espressione genica: gestione degli errori cellulari e decadimento mediato da nonsenso

RomeLe ricerche dell'Università di Chicago rivelano che lo splicing alternativo non si limita a creare proteine diverse, ma svolge anche un ruolo nel controllo dell'attività genica correggendo errori cellulari attraverso un processo chiamato decadimento mediato da nonsenso (NMD). Lo studio, guidato dal Dr. Yang Li e dal suo team, ha analizzato grandi insiemi di dati genetici per comprendere meglio questo meccanismo.

Lo studio ha rilevato che:

• Le cellule producono tre volte più trascritti di RNA non produttivi di quanto si pensasse in precedenza.
• Circa il 15% di tutti i trascritti di RNA viene subito degradato dal meccanismo NMD.
• Questa percentuale sale al 50% per i geni con bassi livelli di espressione.

Le cellule producono una grande quantità di RNA per poi eliminarne gran parte. Questo processo è vantaggioso perché permette alle cellule di liberarsi rapidamente di RNA difettoso o non necessario. Ciò significa che anche se si verificano errori durante la produzione dell'RNA, questi non causano danni, dimostrando che le cellule possono gestire un alto tasso di errori nella trascrizione.

Il team di Li ha condotto uno studio approfondito e ha scoperto che le variazioni genetiche che provocano splicing non produttivo spesso portano a livelli più bassi di espressione genica. Questo dimostra che lo splicing alternativo e il meccanismo di NMD collaborano per regolare l'espressione dei geni. I trascritti non produttivi giocano un ruolo cruciale nel determinare quali geni sono attivi e in che misura vengono espressi.

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Lo studio ha rivelato che lo splicing improduttivo è collegato a malattie gravi. Le mutazioni genetiche associate a queste malattie portano spesso a un aumento dello splicing improduttivo e a una riduzione dell'attività genica. Questa scoperta potrebbe favorire lo sviluppo di nuovi trattamenti. Ad esempio, potrebbero essere creati farmaci per ridurre lo splicing improduttivo al fine di aumentare l'attività genica o per incrementare l'NMD e bloccare i geni dannosi, come quelli coinvolti nel cancro.

Un farmaco attualmente impiegato per l'atrofia muscolare spinale sfrutta questa tecnica. Questo trattamento ripristina le proteine che il corpo normalmente non produrrebbe più. In futuro, si potrebbe applicare lo stesso approccio per correggere l'equilibrio dello splicing e dell'NMD, trattando così diverse malattie.

Questa ricerca rivoluziona la nostra comprensione dello splicing alternativo. Prima era principalmente considerato un modo per creare diverse versioni proteiche e aumentare la complessità biologica. Ora sembra che la sua funzione principale possa essere quella di regolare i livelli di espressione genica. Questa nuova scoperta potrebbe favorire lo sviluppo di terapie che mirano con maggiore precisione all'espressione dei geni.