Il calamaro modifica le proprie istruzioni genetiche


Il calamaro modifica le proprie istruzioni genetiche

Rivelando l'ennesimo superpotere nell'abile calamaro, gli scienziati hanno scoperto che esso modifica, in modo massiccio, le proprie istruzioni genetiche non solo all'interno del nucleo dei suoi neuroni, ma anche all'interno dell'assone: le lunghe e sottili proiezioni neurali che trasmettono impulsi elettrici ad altri neuroni.

Questa è la prima volta che sono state osservate modifiche alle informazioni genetiche al di fuori del nucleo di una cellula animale. Lo studio, condotto da Isabel C. Vallecillo-Viejo e Joshua Rosenthal (1) presso il Marine Biological Laboratory (MBL), (2) Woods Hole, è stato pubblicato su Nucleic Acids Research. (3)

La scoperta fornisce un'altra scossa al “dogma centrale” della biologia molecolare, che afferma come l'informazione genetica viene trasmessa fedelmente dal DNA all'RNA messaggero alla sintesi delle proteine. Nel 2015, il dottor Joshua Rosenthal e colleghi hanno scoperto che i calamari “modificano” le loro istruzioni RNA messaggero in misura straordinaria - ordini di grandezza più che umani - permettendo loro di mettere a punto il tipo di proteine che saranno prodotte nel sistema nervoso.

Il dottor Joshua Rosenthal, autore senior del presente studio, spiega: «pensavamo che tutto il montaggio degli RNA avvenisse nel nucleo, e quindi gli RNA messaggeri modificati venivano esportati nella cellula. Ora stiamo dimostrando che i calamari possono modificare gli RNA nella periferia della cellula. Ciò significa, in teoria, che possono modificare la funzione proteica per soddisfare le esigenze localizzate della cellula. Ciò fornisce loro moltissimo spazio per personalizzare le informazioni genetiche, come necessario.»

Il team ha anche mostrato che gli RNA messaggeri sono modificati nell'assone della cellula nervosa a tassi molto più alti rispetto al nucleo.

Nell'uomo, la disfunzione assonica è associata a molti disturbi neurologici. Le intuizioni del presente studio potrebbero accelerare gli sforzi delle aziende biotecnologiche che cercano di sfruttare questo naturale processo di modifica dell'RNA nell'uomo a beneficio terapeutico.

Gli scienziati dell'Università di Tel Aviv e dell'Università del Colorado a Denver hanno collaborato con gli scienziati del Marine Biological Laboratory (MBL) allo studio.

In precedenza, Rosenthal e colleghi hanno dimostrato che anche il polpo e la seppia fanno molto affidamento sulla modifica dell'mRNA (4) per diversificare le proteine che possono produrre nel sistema nervoso. Insieme ai calamari, questi animali sono noti per comportamenti sorprendentemente sofisticati, rispetto ad altri invertebrati.

Il Marine Biological Laboratory (MBL) è dedicato alla scoperta scientifica: esplorare la biologia fondamentale, comprendere la biodiversità marina e l'ambiente e informare la condizione umana attraverso la ricerca e l'educazione. Fondata a Woods Hole, nel Massachusetts, nel 1888, la MBL è un'istituzione privata senza fini di lucro e una consociata dell'University of Chicago. (5)

Riferimenti:

(1) Joshua Rosenthal

(2) Marine Biological Laboratory

(3) Spatially regulated editing of genetic information within a neuron

(4) “Smart” Cephalopods Trade Off Genome Evolution for Prolific RNA Editing

(5) University of Chicago

Descrizione foto: il calamaro costiero longfin, Doryteuthis pealeii, da tempo affermato come organismo di ricerca per studi biologici fondamentali. In alto, schematico dell'anatomia dei calamari che mostra la posizione dell' “assone gigante”, una proiezione neurale insolitamente grande che controlla in parte il sistema di propulsione a reazione del calamaro, usato per movimenti, attacchi e fughe molto rapidi. Di seguito, lo schema di un neurone, che mostra la posizione del nucleo in cui si pensava in precedenza tutta la modifica dell'RNA e l'assone, in cui la modifica locale dell'RNA era identificata nel calamaro. - Credit: Elaine Bearer & Vallecillo-Viejo et al, Nucl. Acids Res., 2020.

Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: New Genetic Editing Powers Discovered in Squid

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