Un importante passo avanti nella comprensione dei processi che regolano la vita delle cellule arriva da uno studio coordinato dall’Istituto Officina dei Materiali del Consiglio Nazionale delle Ricerche (Cnr-Iom) di Trieste. La ricerca, pubblicata come “Breakthrough Article” sulla rivista scientifica Nucleic Acids Research, ha permesso di fare luce su uno dei meccanismi fondamentali attraverso cui le cellule elaborano le informazioni genetiche contenute nell’RNA.
Il gruppo di ricerca che ha realizzato lo studio
Il lavoro, guidato da Pavlína Pokorná e Alessandra Magistrato del Cnr-Iom, in collaborazione con il gruppo di Vladimir Pena dell’Institute of Cancer Research di Londra, si è concentrato sul processo di splicing dell’RNA. Si tratta di un passaggio cruciale che consente alle cellule di modificare e riorganizzare le informazioni genetiche prima che vengano utilizzate per la sintesi delle proteine.
Quando questo meccanismo si altera, possono svilupparsi diverse patologie, tra cui numerose forme tumorali e malattie neurodegenerative. Comprendere nel dettaglio il funzionamento dello splicing rappresenta quindi un obiettivo strategico per la ricerca biomedica.
RNA, scoperte grazie all’impiego di avanzate simulazioni computazionali
Grazie all’impiego di avanzate simulazioni computazionali, i ricercatori sono riusciti a osservare con precisione atomica come le molecole di RNA si riconoscano e interagiscano tra loro all’interno della cellula. Lo studio ha inoltre identificato un meccanismo finora sconosciuto, descritto dagli scienziati come una sorta di “molla molecolare”.
In pratica, una molecola di RNA viene mantenuta in uno stato di tensione da specifiche proteine coinvolte nello splicing. Questa configurazione permette di accumulare energia che viene poi rilasciata quando le proteine si separano, favorendo il corretto riconoscimento delle sequenze genetiche presenti nell’RNA messaggero.
Le parole e la soddisfazione dei ricercatori
«Uno degli aspetti più interessanti della ricerca è stato riuscire a combinare dati strutturali e simulazioni atomistiche per osservare fasi intermedie del processo di splicing che finora erano rimaste invisibili alle tecniche tradizionali di biologia strutturale», spiega Alessandra Magistrato, dirigente di ricerca del Cnr-Iom presso la SISSA di Trieste. «L’integrazione tra dati sperimentali e simulazioni avanzate consente oggi di comprendere con maggiore accuratezza il funzionamento di sistemi biologici estremamente complessi».
Soddisfazione anche da parte di Pavlína Pokorná, prima autrice dello studio: «Per la prima volta siamo riusciti a visualizzare le dinamiche dello splicing con un livello di dettaglio senza precedenti. Questo approccio potrà essere applicato anche ad altri processi cellulari, contribuendo ad ampliare la nostra conoscenza dei meccanismi che regolano l’espressione genica».
La scoperta rappresenta un tassello importante per comprendere come le cellule leggano e interpretino le informazioni genetiche e potrebbe aprire nuove strade nello studio delle basi molecolari di numerose malattie, in particolare di diversi tipi di tumore.
Il gruppo di ricerca guidato da Alessandra Magistrato presso il Cnr-Iom e la SISSA si occupa da anni di indagare, attraverso sofisticati metodi computazionali, i processi molecolari alla base di fenomeni biologici rilevanti per la salute umana e per lo sviluppo di future strategie terapeutiche.