Telethon, ricercatore italiano scopre molecola che “accende” il Dna

Il team di ricercatori dell’Istituto Telethon Dulbecco al Dipartimento Scienze e Tecnologie Biologiche Chimiche e Farmaceutiche (STEBICEF) dell’Università degli Studi di Palermo, ha osservato e spiegato per la prima volta al mondo il meccanismo che permette alle nostre cellule di riprodursi correttamente, mantenendo intatte le caratteristiche essenziali del tessuto biologico a cui appartengono. Lo studio, finanziato da Telethon, è stato pubblicato sulla prestigiosa rivista scientifica internazionale Plos Genetics.

Il team guidato da Davide Corona, “cervello” rientrato in Italia grazie a un finanziamento Telethon, dopo le esperienze in Germania e Stati Uniti, e composto da Maria Cristina Onorati e Walter Arancio, prime firme della ricerca, ha scoperto che una specifica molecola genetica, l’RNA non codificante, è il “telecomando” che programma le cellule per divenire un tipo particolare di tessuto e svolgere le loro specifiche funzioni.

Ogni cellula del nostro corpo conserva nel suo nucleo tutto il DNA e quindi, quando si duplica, potrebbe generare qualsiasi tipo di tessuto: una cellula del cuore, ad esempio, potrebbe produrre una cellula del fegato. Ciò, tuttavia, non accade mai negli organismi sani e tutte le cellule continuano correttamente a svolgere le funzioni della cellula da cui derivano.

Gli scienziati di tutto il mondo da tempo osservano questo fenomeno, ma il merito del team di ricercatori di Palermo è aver capito e dimostrato che ciò avviene grazie a una particolare molecola, l’RNA non codificante che, prodotto dal DNA della cellula madre, comunica al DNA della cellula “figlia” di “accendere” specifici geni e non altri, sviluppandosi così con specifiche caratteristiche e funzioni, ovvero quelle corrette per la salute dell’organismo.

Il coordinatore del progetto di ricerca, Davide Corona, biologo dell’Istituto Telethon Dulbecco e dello STEBICEF all’Università di Palermo, spiega: “Proprio il cattivo funzionamento del meccanismo biologico che abbiamo osservato è alla base di diverse malattie genetiche rare e di alcune forme di cancro. Per questo, uno degli sviluppi più interessanti di questa scoperta, anche se si tratta di una prospettiva a lungo termine, è la possibilità di intervenire nell’attività di una cellula che non funziona a dovere: non solo imporre a una cellula di un tessuto di produrne una di un altro, se necessario, ma, per esempio, imporre a una cellula tumorale di generarne una sana”

Il “libro” del DNA e “i post-it”. Questo lavoro giunge a conclusione di un percorso che ha ricevuto da Telethon un finanziamento complessivo di 1,3 milioni in dieci anni. I ricercatori hanno lavorato sulle cellule del moscerino della frutta (Drosophila melanogaster), molto utilizzato negli studi genetici vista la grande somiglianza tra il suo patrimonio genetico e quello degli umani.

Il team di Davide Corona per la prima volta al mondo è riuscito a spiegare uno dei processi biologici più osservati e misteriosi, la fedele lettura e trasmissione delle informazioni presenti nel DNA da una cellula madre alle cellule figlie.

Ogni cellula conserva nel suo nucleo tutto il DNA, ovvero l’insieme delle istruzioni genetiche per il corretto sviluppo dell’organismo, che viene trasmesso integralmente alle cellule neonate durante la riproduzione cellulare. Per utilizzare una metafora è come se il DNA fosse un grande manuale di istruzioni che la cellula madre passa interamente alle sue “figlie”.

Tuttavia, di questo grande manuale le cellule usano poche pagine, solo quelle necessarie allo sviluppo dei tessuti di cui fanno parte. E’ per questo che in un organismo sano una cellula del fegato continua a generare cellule di fegato pur avendo in sé le informazioni per diventare qualsiasi altra cellula.

Ma come fanno le cellule a sapere quali sono le pagine del DNA da consultare e quali quelle da ignorare? Come osservato dai ricercatori di Palermo, ciò accade grazie agli RNA non codificanti, che la cellula madre trasmette alle figlie, e che funzionano come post-it collocati solo sulle pagine del DNA che la cellula deve considerare. Queste molecole in pratica consentono di attivare solo i geni utili all’attività di una determinata cellula.

L’RNA (acido ribonucleico) è una molecola che “copia” segmenti del DNA e li trasporta in particolari aree della cellula, i ribosomi, dove con le istruzioni scritte nell’RNA vengono prodotte le proteine che servono a diverse funzioni della cellula. Recentemente, però, si è scoperto che esistono tipi di RNA, più numerosi, che non hanno questa funzione. Sono, appunto, i cosiddetti RNA non codificanti.

Lo studio dei ricercatori dell’Istituto Telethon Dulbecco presso lo STEBICEF dell’Università di Palermo è riuscito a svelare e spiegare per la prima volta che un particolare tipo di RNA non codificante è proprio quello che permette alla cellula di leggere correttamente il DNA e di continuare a riprodursi sempre identiche a loro stesse.

Rientro di cervelli. Il successo di questa ricerca è stato possibile anche grazie al ritorno in Italia di cervelli dall’estero. Il coordinatore dello studio, Davide Corona, infatti, dopo un’esperienza di ricerca all’estero, prima in Germania nel Laboratorio europeo di biologia molecolare di Heidelberg, poi negli Usa all’Università della California, è rientrato in Italia nel 2004 grazie all’Istituto Telethon Dulbecco, il programma che recluta e finanzia ricercatori brillanti affinché portino avanti la loro attività in istituti italiani di loro scelta, e alla Armenise-Harvard Foundation. Davide Corona ha scelto di svolgere la sua attività all’Università di Palermo dove è professore di genetica al Dipartimento Scienze e Tecnologie Biologiche Chimiche e Farmaceutiche (STEBICEF)