I geni mobili e lo sviluppo

I retrotrasposoni sono elementi genetici mobili sparpagliati in tutto il genoma, e almeno metà del materiale genetico umano deriva da questi elementi trasponibili (TE). I lunghi elementi nucleari interspersi (LINE) sono TE attivi nel cervello umano, che generano variazione nei genomi neuronali.

La recente ricerca del progetto SOMATIC_MOSAICISM (LINE-1 retrotransposition in human somatic cells) indica che durante lo sviluppo dell’embrione si verifica attività dei LINE nelle cellule staminali. I ricercatori hanno sviluppato un modello murino per determinare se e come i LINE siano attivi in tutti e tre gli strati germinali (endoderma, mesoderma ed ectoderma).

Gli scienziati hanno eseguito test di retrotrasposizione in cellule staminali di diversi tessuti incluse cellule staminali embrionali umane (hESC) e cellule progentrici neurali (NPC). Cosa interessante, hanno scoperto livelli elevati di retrotrasposizione solo nelle NPC stesse e in quelle differenziate in neuroni maturi. Ciò è molto significativo perché prova la retrotrasposizione somatica nei neuroni che non si dividono.

La caratterizzazione dei livelli di RNA e proteine nei diversi strati germinali a seguito dell’espressione dei LINE ha dimostrato che le NPC esprimono moderatamente RNA e proteine LINE-1. Gli altri strati germinali mostravano invece livelli molto inferiori, cosa che potrebbe spiegare come le NPC sostengano livelli elevati di retrotrasposizione somatica.

Il team SOMATIC_MOSAICISM ha anche mappato diverse nuove inserzioni di LINE-1 nelle hESC con un nuovo protocollo. Ciò, nel futuro lavoro pianificato dal team, permetterà di rilevare “hot spot” di inserzione a seconda dello strato germinale. Lo sviluppo di nuove linee cellulari hESC che permettano retrotrasposizione inducibile di elementi LINE-1 individuerà i geni coinvolti.

La ricerca di SOMATIC_MOSAICISM ha fornito una solida piattaforma di conoscenza per la scoperta di modi nuovi in cui la plasticità genica è incorporata nel genoma umano. Le conseguenti modifiche nell’espressione genica potrebbero non solo generare variazione ma anche causare malattie neurologiche e alcuni tipi di cancro.