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Fonte:articolo riportato dall'Internet

01 giugno 2020Comunicato stampa

Spliceosoma: come si propaga l'informazione giusta nelle cellule

© Cnr-Iom/Sissa

 Un nuovo studio dell'Istituto officina dei materiali del Consiglio

nazionale delle ricerche (Cnr-Iom) in collaborazione con la Sissa

(Scuola internazionale superiore di studi avanzati) fa luce sul

funzionamento dello spliceosoma.

Un complesso sistema cellulare, composto da proteine e RNA,

responsabile di un processo di "taglia e cuci" con il quale si

opera la sintesi proteica.

Difetti nel suo funzionamento sono coinvolti in più di 200 malattie.

Lo studio è stato recentemente pubblicato sulla rivista Journal of

the American Chemical Society, che gli ha anche dedicato la copertina

Una ricerca basata su simulazioni al computer dell'Istituto officina

dei materiali del Consiglio Nazionale delle Ricerche (Cnr-Iom),

condotto in collaborazione con la Sissa - Scuola internazionale studi

superiori avanzati e pubblicato su Journal Of the American

Chemical Society, ha permesso di spiegare il funzionamento

dello "spliceosoma", un importante "macchinario biologico" per

la vita cellulare.

Affinché avvenga la sintesi proteica, un gene (cioè una sequenza di

DNA) viene inizialmente copiato su una molecola denominata RNA

messaggero o mRNA, a sua volta incaricata di trasportare

l'informazione contenuta nel DNA ad altri apparati cellulari, che

danno inizio alla sintesi proteica.

Tuttavia, l'RNA messaggero che viene copiato dal gene è in una

forma prematura e deve seguire alcuni passaggi prima di poter

essere utilizzato.

"Nei geni le informazioni utili alla sintesi di proteine sono contenute

in sequenze chiamate esoni, intervallate da lunghi tratti che non

contengono tali informazioni, gli introni.

Questi devono essere quindi tagliati via, con un meccanismo chiamato

splicing.

Una volta rimossi gli introni, gli esoni devono essere ricuciti tra loro,

in modo da avere un filamento di mRNA maturo e contenente tutte

le informazioni necessarie per sintetizzare le proteine.

Qui entra in gioco lo spliceosoma, un complesso macromolecolare

composto da centinaia di proteine che agisce come un sarto che,

tagliando e cucendo, regola questo meccanismo cellulare", spiega

Alessandra Magistrato del Cnr-Iom e coordinatrice del progetto.

Il minimo errore in questo processo può alterare l'informazione,

avendo ripercussioni gravi per la salute dell'uomo.

I difetti di splicing, sono infatti responsabili di circa 200 malattie tra

cui almeno 33 tipi di tumori.

"Il nuovo studio spiega, a livello atomistico, come avvengono i

complicati cambiamenti strutturali dello spliceosoma necessari a

posizionare introni ed esoni nella posizione ottimale per effettuare

lo splicing", prosegue la ricercatrice.

"Ciò avviene attraverso uno scambio di segnali tra le diverse parti

proteiche che compongono il sistema".

"Tutte le proteine che compongono lo spliceosoma comunicano tra

loro per poter agire in modo coordinato e regolare accuratamente

il processo di taglia e cuci.

In pratica, tramite piccoli riarrangiamenti locali, si innesca uno scambio

di segnali che si propaga progressivamente tra proteine adiacenti,

fino a coprire grandi distanze", spiega Andrea Saltalamacchia della

Sissa e primo autore dello studio.

"Visto il coinvolgimento di questo sistema in numerose patologie umane,

comprendere il meccanismo di trasmissione di questi segnali potrebbe

permettere di individuare farmaci che, bloccandone la comunicazione,

interferiscano con lo splicing, e che possano quindi rappresentare

nuove possibili terapie".

La complessità di questo sistema è tale che la ricerca sta ora muovendo

solo i primi passi verso una sua completa comprensione a livello

atomistico.

Questa però è fondamentale per l'identificazione di inibitori necessari

alla cura, e talvolta alla prevenzione, delle numerose patologie annesse.

"Il nostro studio è svolto con delle sofisticate simulazioni, possibili

grazie all'utilizzo di moderni supercomputer, che ci permettono di

vedere con la risoluzione a livello dell'atomo come avviene questo

processo di taglia e cuci", conclude Magistrato.

La ricerca è stata condotta con il contributo dell'università di Yale

e di Bologna, che ha aiutato ad individuare il percorso seguito

dallo scambio d'informazioni, e dell'università di San Diego e

dell'Istituto nazionale di chimica di Ljubljana, che hanno collaborato

nelle fasi iniziali del progetto.