Altro che DNA ‘spazzatura’ – il ruolo del DNA “morto”-

19 aprile 2009 – La ‘materia oscura’ del nostro genoma non ha più segreti: è stata infatti individuata quell’ampia porzione di Dna cui finora non era attribuito alcun ruolo specifico, ed era anzi considerato un Dna ‘morto’, inutile, non più funzionale. Si tratta del cosiddetto ‘Dna ripetuto’, ovvero milioni di sequenze ‘gemelle’ sparse per il genoma che adesso si é scoperto essere funzionanti e con un ruolo importantissimo di regolazione dell’attività dei geni. Annunciata dalla rivista Nature Genetics, la scoperta è frutto di una collaborazione internazionale tra il gruppo del Laboratorio di Epigenetica del Dulbecco Telethon Institute guidato da Valerio Orlando e ospitato dall’IRCCS Fondazione Santa Lucia e EBRI di Roma, il team di Piero Carninci dell’OMICS Centre del RIKEN di Yokohama in Giappone, l’Università di Queensland in Australia.

In Italia lo studio è stato finanziato da Telethon, Associazione Italiana per la Ricerca sul Cancro e Fondazione Compagnia San Paolo. “La scoperta – spiega Orlando – rappresenta una tappa storica nella ricerca genetica in quanto dimostra che questi elementi ripetuti, apparentemente morti o silenti, sono in realtà fortemente integrati nel programma genetico di una cellula e di certo sono anche implicati in alcune malattie genetiche e nel cancro in cui il programma cellulare è alterato. Rappresentano dunque nuovi potenziali target farmacologici o potrebbero essi stessi divenire strumenti per terapie mirate”.

Scoperto l’universo oscuro del Dna – Il genoma è costituito da una porzione, minoritaria, di geni che costituiscono il codice di lettura per produrre proteine, e poi da tutto un altro universo, finora oscuro, di sequenze ripetute e fino a qualche tempo fa chiamate, erroneamente, Dna spazzatura, in quanto ritenute inutili, vestigia dell’evoluzione non più funzionanti. Ma questo ‘maxi-studio’ dimostra definitivamente che non è così. Le sequenze ripetute, che in totale rappresentano ben il 45% dell’intero genoma, hanno un ruolo importantissimo al pari dei geni nel programma genetico della cellula. Per capirlo “ci siamo serviti di una nuova tecnologia di analisi del genoma – spiega Orlando – la deep sequencing (sequenziamento profondo) e abbiamo scoperto non solo che questi elementi ripetuti sono espressi (quindi funzionanti) al pari dei geni, ma anche localizzato con precisione dove si vanno a collocare fisicamente e quindi dove vanno ad agire i prodotti (Rna) dell’espressione di queste sequenze ripetute”.


La scoperta – “Inoltre – precisano Orlando e Carninci – abbiamo visto che questi presentano anche pattern di espressione specifici”, ovvero funzionano seguendo certe regole, per cui mentre alcuni sono accesi in un certo tessuto, altri lo sono in un altro, esattamente come avviene per i geni”. E non è tutto: gli esperti ipotizzano che queste sequenze ripetute sono impegnate nella regolazione dell’espressione genica mediante diversi meccanismi. Infatti, afferma Carninci, molti elementi funzionanti (espressi) si trovano negli interruttori dei geni e quindi sono implicati nella loro attivazione o spegnimento. Altri, invece, potrebbero funzionare come regolatori genici producendo piccoli Rna a interferenza, spiega Orlando, che spengono geni ‘appiccicandosi’ su di loro. Infine “abbiamo scoperto una nuova famiglia di Rna, i più piccoli in assoluto, battezzati tiny-Rna e presenti negli interruttori dei geni”, aggiunge Orlando.

Elementi “spazzatura” hanno funzione importante – “E’ chiaro quindi che questi elementi di Dna non possono più essere chiamati spazzatura – conclude Carninci – ed è ormai chiaro che questo DNA ripetuto è parte utile del genoma, la cellula ha imparato a vivere in simbiosi con lui, ovvero ad usare questi RNA per regolare la propria omeostasi. Questo è un radicale cambiamento di paradigma della biologia”.