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RNA interference. Da un processo naturale una tecnica importante

Allego oggi un eccellente video in cui si spiega a grandi linee la RNA interference (RNAi). Un utile compendio di alcuni post precedenti (qui).
Di cosa si tratta? In termini molto semplici la RNAi è un meccanismo biologico mediante il quale piccole molecole di RNA non codificante e complementari a specifici RNA messaggeri (mRNA cioè RNA che codificano per una data proteina), segnalano ad appositi enzimi che questi mRNA devono essere degradati.
Il meccanismo è in realtà estremamente variegato; a seconda del tipo di RNA effettore il risultato può essere la distruzione del mRNA bersaglio oppure lo spegnimento genico. In entrambi i casi si tratta di un sistema regolatorio molto efficiente per la cellula che "decide" di spegnere tutta una regione genomica in un colpo solo (invece di agire su ciascuno dei geni nella regione) e/o di bloccare virus invasori grazie alla identificazione delle sue sequenze.


Il video è stato creato dalla rivista Nature ed è disponibile su

Usare la natura come spunto per sviluppare nuove tecnologie è sempre la cosa migliore. Questo caso non fa eccezione: nuovi approcci terapeutici sono stati ipotizzati vedono l'utilizzo di nanoparticelle (ma anche virus modificati) caricate con queste molecole di RNA e indirizzate su cellule specifiche. Un approccio ideale quando l'obiettivo deve essere assolutamente specifico sia a livello cellulare (tumori) che genico (ad esempio responsabili della proliferazione cellulare).

Nell'ultimo decennio si è assistito ad una esplosione degli studi sugli RNA non sono codificanti (ncRNA), prima considerati dei trascritti spuri e privi di senso. Ora si sa che gran parte del genoma, soprattutto nelle regione intergeniche e introniche producono RNA e che queste molecole hanno un ruolo regolatorio centrale. Tra gli effetti mediati dai ncRNA abbiamo l'inattivazione del cromosoma X "in eccesso" nelle femmine di mammifero, i diversi stati cromatinici, la regolazione trascrizionale e la stabilizzazione genomica (grazie allo spegnimento degli elementi trasponibili).
In breve questi ultimi ncRNA appaiandosi a regioni complementari del DNA inducono modificazioni strutturali a carico della cromatina (il complesso DNA-proteine che determina l'accessibilità e la compattezza del cromosoma) mediata da proteine (come metilasi, acetilasi, deacetilasi, etc) richiamate in loco dalla presenza del ncRNA. L'insieme di queste modificazioni determina non solo il "destino" della cellula ma è anche un modo per la cellula di memorizzare "esperienze passate scrivendole sul DNA". In altre parole l'epigenetica (vedi anche qui).

Un processo nettamente diverso da quello su cui si basa l'RNA interference che, ricordo, prevede la degradazione del RNA bersaglio: in comune vi è l'azione effettrice del ncRNA sulla sequenza complementare.

L'esistenza di questi meccanismi ha imposto di riscrivere un dogma nella biologia molecolare che vedeva nella unidirezionalità dell'informazione (DNA->RNA->proteine) e nella inutilità delle porzioni di DNA non codificanti, il punto centrale. Il progetto genoma che si pensava avrebbe permesso di chiarire i meccanismi di regolazione genica ha in realtà scoperchiato una realtà che ancora oggi deve essere adeguatamente compresa.

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