Gli 'interruttori' genetici della crescita ossea: scoperti 2700 enhancer che regolano i geni ossei

RomeGli scienziati dell'Università di Ginevra hanno scoperto 2700 potenziatori che regolano la crescita ossea nei mammiferi. Questi potenziatori sono brevi sequenze di DNA che attivano o disattivano i geni. Solo il 3% del nostro genoma contiene geni che codificano per funzioni biologiche, ma questi geni hanno bisogno dei potenziatori per funzionare correttamente. Questa scoperta ci aiuta a comprendere come viene ereditata la dimensione degli individui e perché si verificano alcuni difetti ossei.

Punti chiave della loro ricerca includono:

• Identificazione di 2700 regolatori che controllano i geni responsabili della crescita ossea
• 2400 di questi regolatori sono presenti anche negli esseri umani
• Difetti nei regolatori potrebbero spiegare le malattie genetiche delle ossa
• Tecnica innovativa che utilizza embrioni di topo fluorescenti

Guillaume Andrey, professore assistente all'UNIGE, ha guidato lo studio. Egli afferma che gli enhancer segnalano al DNA di trasformarsi in RNA e successivamente in proteine. Sebbene i geni per la formazione delle ossa siano noti, gli enhancer che li controllano erano per lo più sconosciuti. Il team di Andrey ha sviluppato una tecnica per isolare e studiare questi enhancer. Hanno utilizzato embrioni di topo con ossa fluorescenti per osservare come funzionano gli enhancer durante la crescita ossea.

Fabrice Darbellay, un ricercatore post-dottorato, ha guidato lo studio. Il team ha osservato l’attività della cromatina in cellule ossee luminescenti. Hanno utilizzato marcatori per identificare quali sequenze regolatorie diventavano attive. Successivamente, hanno disattivato gli enhancer uno ad uno. Quando un enhancer veniva disattivato, il gene collegato smetteva di funzionare. Questo ha dimostrato che avevano identificato i giusti interruttori e ha evidenziato che questi enhancer sono indispensabili per la funzione genica.

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Dei 2700 enhancer trovati nei topi, 2400 sono presenti anche negli esseri umani. Ogni cromosoma è una lunga catena di DNA. Gli enhancer e i geni sono vicini su questa catena, permettendo loro di interagire in modo controllato. Questa vicinanza è essenziale per il loro funzionamento.

Le differenze in queste aree potrebbero spiegare perché le persone hanno dimensioni diverse. L'attività delle cellule ossee influisce sulla dimensione delle ossa e quindi sulla statura delle persone. Alcune malattie ossee non sono dovute a mutazioni genetiche ma sono causate da problemi negli enhancers. Esistono casi noti in cui problemi negli enhancers, e non nei geni, causano malattie ossee. Pertanto, è possibile che più casi di malattie ossee siano collegati agli enhancers di quanto si pensasse in precedenza.

Questo studio descrive l'importanza degli enhancer nella crescita ossea e ci aiuta a comprendere meglio le malattie genetiche delle ossa. Problemi con gli enhancer possono causare vari disturbi dello sviluppo, non solo malattie ossee. La ricerca è stata pubblicata su Nature Communications.