Svelato il ruolo chiave del DNA non codificante

Roma – I trasposoni, elementi che possono muoversi all’interno del genoma finora considerati dannosi, svolgono in realtà un ruolo chiave nello sviluppo degli embrioni umani. Lo rivela uno studio, pubblicato sulla rivista Developmental Cell, condotto dagli scienziati del Lunenfeld-Tanenbaum Research Institute (LTRI) e dell’Università di Toronto. Il team, guidato da Miguel Ramalho-Santos e Juan Zhang, ha analizzato i trasposoni noti come LINE-1. A differenza dei nostri geni, che compongono circa il due per cento del genoma, gli elementi LINE-1 rappresentano il 20 per cento del materiale genetico all’interno delle cellule. Alcuni possono amplificarsi e muoversi nel genoma, raggiungendo diverse posizioni. Dato che si diffondono in un modo che può interrompere le normali funzioni geniche, questi elementi sono stati considerati DNA non codificante “selfish”, egoista. Per anni, in effetti, gli scienziati hanno creduto che questi elementi fossero per lo più dannosi. Questa scoperta, rivelano gli esperti, mette in discussione le precedenti conoscenze su questi sfuggenti segmenti di DNA. “I trasposoni – afferma Ramalho-Santos – vengono spesso considerati come virus che dirottano le nostre cellule con l’unico scopo di propagarsi. Il nostro lavoro dimostra che questi elementi non sono dei semplici parassiti genomici, ma sono essenziali per lo sviluppo precoce e permettono alle cellule embrionali di progredire normalmente”. “Se i trasposoni fossero davvero negativi – spiega Zhang – non dovrebbero essere presenti nell’embrione in formazione. Gli inserimenti pericolosi nel genoma di un embrione verrebbero propagati per tutto il resto dello sviluppo dell’individuo”. Quando i ricercatori hanno inibito l’espressione di LINE-1 nelle cellule staminali embrionali umane (ESC) coltivate, si è verificata un’inversione, riportandole allo stadio più primitivo. Ulteriori esperimenti hanno dimostrato che le molecole LINE-1 agiscono come un’impalcatura per organizzare il DNA nello spazio 3D del nucleo della cellula. In particolare, esse contribuiscono a spostare il cromosoma 19, sede di geni cruciali per lo stadio a 8 cellule, in una regione di silenziamento genico del nucleo, assicurando che l’embrione possa progredire verso gli stadi successivi senza problemi. “I trasposoni – precisano gli autori – regolano l’espressione genica in un punto di svolta cruciale in cui l’embrione inizia a specializzare le sue cellule per varie funzioni. I nostri risultati indicano che questo non è un evento accidentale, ma un meccanismo evolutivo vitale. Questa ricerca ha importanti implicazioni per i trattamenti di fertilità e l’uso di cellule staminali in medicina rigenerativa”. “Questo lavoro – conclude Anne-Claude Gingras, direttrice di LTRI e vicepresidente della ricerca per Sinai Health – sottolinea quanto ancora ci sia da imparare, non solo sullo sviluppo umano, ma anche su questi enigmatici elementi del genoma i cui ruoli stanno solo iniziando a emergere. Nei prossimi step, cercheremo di rispondere agli interrogativi ancora irrisolti”. (30Science.com)