RSS

Archivi tag: espressione genica

…E non chiamatelo più DNA spazzatura!

Signori, è giunta l’ora di cancellare dal vocabolario l’espressione “DNA spazzatura”: questo termine, utilizzato per definire quel 98% del genoma che non codifica per proteine, può ormai ritenersi obsoleto. E’ stato coniato in un periodo in cui si credeva ancora che tutto il lavoro, nelle cellule, lo facessero le proteine, e che il DNA non tradotto poteva essere tranquillamente liquidato come un retaggio evolutivo senza alcuna funzione. Negli ultimi anni, tuttavia, la scienza è tornata sui propri passi, avendo scoperto che quella parte del genoma tanto bistrattata possiede in realtà delle importanti funzioni di regolazione: dopotutto, i trascritti che vengono convertiti in proteine sono solo una piccola parte rispetto alle montagne di RNA prodotti dalle cellule. RNA interference e microRNA, scoperti negli anni 90, sono gli esponenti più illustri di questo esercito di nuovi attori saliti alla ribalta, ma non sono i soli.

Si legge in un articolo pubblicato da poco su Cell che dei particolari RNA non codificanti, chiamati Long Non-Coding RNAs, potrebbero infatti essere degli attivatori dell’espressione genica. La scoperta è notevole, perché in passato queste molecole erano state associate, al contrario, a meccanismi inibitori come l’imprinting, cioè quel fenomeno per il quale un allele ereditato da uno dei nostri due genitori viene silenziato. Che i long ncRNAs avessero una qualche funzione gli autori del lavoro l’avevano già sospettato osservando che tre linee di cellule differenti esprimevano diversi set di queste molecole, come a voler suggerire un possibile ruolo nel differenziamento cellulare. Ma quando hanno visto che spegnendoli si otteneva una riduzione dell’espressione dei geni vicini, i ricercatori hanno capito di avere tra le mani un enorme risultato scientifico.

In sette casi sui dodici testati, l’eliminazione del ncRNA con la tecnica dell’RNA interference riduceva la sintesi di geni più o meno vicini, sia sullo stesso filamento di DNA che su quello complementare. Questo significa che, quando presente, il ncRNA ha un effetto positivo sull’espressione dei geni confinanti, effetto confermato da saggi di trascrizione eterologa in cui l’RNA veniva appositamente inserito per stimolare la sintesi di un gene reporter. Come questa attivazione avvenga ancora non è dato sapere. Gli autori ipotizzano che queste molecole potrebbero richiamare dei fattori di trascrizione, facilitandone il legame con il promotore dei geni vicini, oppure allontanare dei repressori, o ancora indurre un rimodellamento della cromatina per favorire la trascrizione.

Quel che è certo è che nei prossimi anni assisteremo a una sicura rivalutazione del cosiddetto DNA spazzatura. Non voglio dire che tutto il genoma umano, dal primo all’ultimo nucleotide, abbia una funzione. Semplicemente, ho l’impressione che gli RNA stiano abbandonando il loro ruolo di comprimari, per diventare sempre più i veri protagonisti delle nostre cellule.

Andersson U et al. “Long Noncoding RNAs with Enhancer-like Function in Human Cells” Cell 2010, 143:46-48.

Image Credit: Cell

 
5 commenti

Pubblicato da su 5 ottobre 2010 in Scienza

 

Tag: , , , , , , , , ,

Il potere nutrigenomico della vitamina D

Che la vitamina D facesse bene lo sapevamo già, soprattutto per la mineralizzazione delle ossa. Quello che non sapevamo, ma che forse gli studiosi di nutrigenomica sospettavano, è che questa molecola potesse influire sull’espressione di un numero così elevato di geni, molti dei quali coinvolti in importanti patologie.

Il recettore della vitamina D (VDR) è un fattore di trascrizione che si trova nel nucleo delle nostre cellule e che ha la capacità, una volta attivato, di legarsi al DNA e di accendere (o spegnere) i geni vicini. Gli autori del lavoro pubblicato su Genome Research volevano capire in quali punti del genoma umano si andasse a legare questo recettore, e per farlo hanno eseguito un esperimento di ChIP-seq: utilizzando come esca un anticorpo specifico per VDR, gli scienziati sono riusciti a “catturare” il fattore di trascrizione e a leggere la sequenza di DNA su cui esso si era legato (vedi illustrazione).

Ebbene, si è scoperto che questa proteina si lega al DNA in 2776 punti diversi, modificando l’espressione di più di 200 geni! I ricercatori hanno inoltre dimostrato che molti dei siti di legame trovati corrispondono a posizioni del genoma che in passato erano state associate a malattie autoimmuni (sclerosi multipla, diabete di tipo 1, malattia di Crohn, artrite reumatoide). Non è finita: la vitamina D sembrerebbe interagire anche con tratti di DNA collegati ad alcuni tumori, come la leucemia e il cancro del colon-retto.

Si tratta di una grande scoperta, che dimostra lo straordinario potere nutrigenomico di questa vitamina: è una piccola molecola, ma ha la capacità di intervenire in moltissime condizioni patologiche, più di quanto fosse lecito aspettarsi. Assumere dosi corrette di vitamina D diventa quindi fondamentale per il nostro organismo, anche se ancora non è chiaro in che modo essa eserciti la sua influenza in tutti i casi che sono stati individuati. Si sa ad esempio che la carenza di vitamina D provoca il rachitismo nei neonati, e una ridotta densità minerale ossea negli adulti. Tuttavia, bisogna ricordare che lo stesso recettore VDR presenta dei polimorfismi funzionali: la scarsa mineralizzazione delle ossa in mancanza di vitamina D è infatti più accentuata nei soggetti che hanno una C al posto di una T nello SNP rs731236. Una volta stabilita la dose ottimale (cosa non semplice dato il grande numero di processi in cui essa sembra intervenire), bisognerà poi ottimizzarla per il singolo individuo, sulla base del suo profilo genetico. Il discorso è quindi complesso: questo studio rappresenta solo l’inizio di un lungo lavoro di ricerca che aiuterà a chiarire meglio l’infinità di modi in cui la vitamina D influenza il nostro organismo.

Ramagopalan SV et al. “A ChIP-seq defined genome-wide map of vitamin D receptor binding: Associations with disease and evolution” Genome Research, published online 24 August 2010

Image Credit: Anthony Fejes

 
2 commenti

Pubblicato da su 24 agosto 2010 in Nutrizione, Salute

 

Tag: , , , , , , , , , , , , ,

GenoMIX #2 – Giugno 2010

Quando si parla di scienza, esistono due tipi di notizie importanti: quelle che sono importanti per la scienza in sè e quelle che lo sono soltanto perchè in qualche modo attirano l’attenzione del grande pubblico. Alla prima categoria appartiene la scoperta fatta dal gruppo di ricerca di Harvard guidato dal genetista Pandolfi e pubblicata sull’ultimo numero di Nature. Il fatto che gli pseudogeni possano intervenire nella regolazione genica agendo come esche per i microRNA aggiunge un nuovo livello di complessità al già elaborato meccanismo che governa l’espressione dei geni.

Alla seconda categoria di notizie importanti appartiene invece quella che riguarda il sequenziamento completo del genoma del cantante Ozzy Osbourne, che verrà effettuato dall’azienda Knome per scoprire le basi genetiche del suo fisico straordinario. Poco prima che uscisse questa notizia, Wired Italia studiava il DNA del calciatore Samuel Eto’o alla ricerca del “gene del campione”. E’ l’alba della celebritomica?

Ma veniamo a cose più serie: dieci anni fa veniva completata la sequenza draft del genoma umano, e precisamente lo scorso 26 giugno si festeggiava l’annuncio ufficiale fatto da Bill Clinton e Tony Blair nel 2000. Vista l’importanza di quello storico giorno, anche un banale anniversario può essere a mio avviso riportato nel GenoMIX di questo mese. Per gli appassionati di personal genomics, invece, giugno è stato il mese di Alberto Gutierrez e della sua famosa lettera alle aziende del settore: i servizi offerti da 23andMe e altre società saranno d’ora in poi considerati dispositivi medici a tutti gli effetti, di conseguenza la FDA avrà il potere di decidere se e con che modalità i test genetici potranno restare sul mercato. Infine, una menzione va fatta anche per la GnuBio, la quale alla Consumer Genetics Conference di Boston ha annunciato che presto produrrà sequenziatori in grado di effettuare il sequenziamento di un genoma umano per soli cento dollari.

 
Lascia un commento

Pubblicato da su 30 giugno 2010 in GenoMIX

 

Tag: , , , , , , , , , , , , , , , , , ,

 
%d blogger cliccano Mi Piace per questo: