Tutte le potenzialità del piccolo RNA

Fino a oggi, il controllo genico della struttura e della fisiologia cellulare poteva riassumersi nel concetto che il DNA produce l’RNA, che a sua volta dà origine alle proteine. La scoperta dei piccoli RNA, tuttavia, ha cambiato questa prospettiva. Fondamentalmente, i miRNA sottoregolano l’espressione genica, attaccandosi agli RNA messaggeri (mRNA) e impedendo la loro traduzione in proteine.

Anche questa definizione, tuttavia, rappresenta una semplificazione eccessiva del processo di controllo genico e, per questa ragione, il progetto ASTRIR (“Argonaute-associated factors required for translational repression in plant RNA silencing”) ha studiato i diversi meccanismi di controllo della trascrizione genetica dell’arabetta comune (Arabidopsis thaliana), concentrandosi in particolare sulla parte ARGONAUTE 1 (AGO1) dei RISC (complessi di silenziamento indotti da RNA).

AGO1 incorpora un enzima che suddivide gli obiettivi dell’mRNA, un’attività che viene impedita in caso di mancata corrispondenza. La mancata corrispondenza attiva a sua volta altri meccanismi di controllo, come la decadenza dell’mRNA. A differenza di altre ricerche, le attività condotte in laboratorio dal progetto ASTRIR hanno esaminato in che modo l’A. thaliana riesce a evitare la suddivisione durante l’inibizione della trascrizione.

Una possibilità riguarda l’azione di altre proteine che possono associarsi con l’AGO1. Una di esse, eIF4a1, ha modificato la modalità di azione dell’AGO1 e sembra programmare il RISC in modo che, anziché eseguire la suddivisione, ricorra alla repressione traslazionale. Un aspetto interessante è che un mutante dell’eIF4a1 ha aumentato la resistenza se infettato con un importante patogeno, il virus della necrosi striata (Tobacco Rattle Virus, TRV).

Ulteriori approfondimenti su scala molecolare hanno permesso di isolare l’intero meccanismo traslazionale e di identificare quattro diversi fattori di silenziamento della famiglia AGO associati con gruppi di ribosomi (polisomi). Interessante è che solo una parte dei miRNA totali possano essere isolati con il meccanismo, probabilmente perché nella repressione traslazionale vengono coinvolti solo alcuni membri specifici.

L’analisi approfondita del silenziamento ha rivelato un gran numero di RNA interferenti brevi connessi con i polisomi, anche se il loro ruolo non è ancora stato chiarito. I ricercatori ritengono tuttavia che ulteriori approfondimenti potrebbero confermare che queste molecole svolgono un ruolo come attivatori della repressione traslazionale.

Grazie ai nuovi metodi di ricerca, i risultati ottenuti dal team ASTRIR hanno fatto luce sui meccanismi della regolazione genetica dei piccoli RNA in un’ampia prospettiva che va dai batteri a tutti gli organismi di ordine superiore. In particolare, il ruolo di queste molecole piccole ma altamente significative nella difesa antivirale potrà offrire una base per nuovi strumenti e soluzioni terapeutiche.