L'RNA (acido ribonucleico) è uno stretto cugino chimico del DNA (acido desossiribonucleico) e svolge un ruolo cruciale in varie attività biologiche, tra cui la sintesi proteica, la regolazione genetica e la segnalazione. L’RNA disfunzionale può portare a una cascata di problemi cellulari e contribuire allo sviluppo di malattie come il cancro, i disturbi neurodegenerativi e le infezioni virali.
Per mantenere la salute cellulare, le cellule hanno sviluppato complessi meccanismi per degradare le molecole di RNA danneggiate o non necessarie. Uno di questi meccanismi è il decadimento dell’RNA, un processo strettamente regolato che garantisce la distruzione tempestiva delle molecole di RNA quando non sono più necessarie. Tuttavia, i dettagli molecolari di come le cellule eseguono questa distruzione dell’RNA sono rimasti finora sfuggenti.
Nel loro studio innovativo, il team dell'UC Berkeley, guidato dalla professoressa Rebecca Voorhees e dallo studioso post-dottorato Dr. Michael Taverner, si è concentrato su un tipo specifico di decadimento dell'RNA chiamato percorso di decadimento esonucleolitico da 3' a 5'. Questo percorso è responsabile della degradazione delle molecole di RNA dall'estremità 3' (la coda) all'estremità 5' (la testa) e svolge un ruolo fondamentale nella regolazione dell'espressione genica e del turnover dell'RNA.
Utilizzando una combinazione di tecniche biochimiche e strutturali all'avanguardia, i ricercatori sono stati in grado di determinare la struttura molecolare e il meccanismo di un complesso proteico chiamato esosoma nucleare, che è il meccanismo centrale responsabile del decadimento esonucleolitico da 3' a 5'. Hanno scoperto che l’esosoma nucleare è un assemblaggio altamente orchestrato di più proteine che lavorano insieme per svolgere la molecola di RNA e facilitarne la degradazione in modo graduale.
Inoltre, i ricercatori hanno identificato componenti proteici specifici dell’esosoma nucleare che riconoscono e si legano a diversi tipi di molecole di RNA, garantendo che solo le molecole di RNA bersaglio vengano degradate. Questa selettività è fondamentale per prevenire la distruzione indiscriminata dell'RNA e mantenere l'omeostasi cellulare.
"Questo studio fornisce la prima comprensione molecolare dettagliata di come le cellule distruggono l'RNA attraverso il percorso di decadimento esonucleolitico da 3' a 5'", afferma il professor Voorhees. “Crediamo che queste intuizioni avranno ampie implicazioni per comprendere come la disfunzione dell’RNA porta alla malattia e offriranno nuove opportunità per interventi terapeutici mirati ai percorsi di degradazione dell’RNA”.
I risultati di questo studio potrebbero aprire la strada allo sviluppo di nuovi trattamenti per le malattie in cui è implicata la disfunzione dell’RNA. Manipolando l’attività o i componenti dell’esosoma nucleare, potrebbe essere possibile ripristinare l’omeostasi dell’RNA e correggere i difetti cellulari che contribuiscono alla progressione della malattia.
Sono necessarie ulteriori ricerche per esplorare le potenziali applicazioni terapeutiche del targeting dei percorsi di decadimento dell’RNA, ma questo studio rivoluzionario ha gettato le basi per comprendere come le cellule distruggono l’RNA e fornisce una tabella di marcia per le future indagini nel campo della biologia dell’RNA.
