"Il vero viaggio di scoperta non consiste nel cercare nuovi paesaggi, ma nell'avere occhi nuovi."

Gli scienziati confermerebbero questa affermazione perché la ricerca scientifica ha l'abitudine di offrire scoperte casuali se pensiamo alle cose in modo diverso.

Nel laboratorio di Arati Ramesh alla NCBS, il team ama spiare la struttura e la sequenza degli acidi ribonucleici (RNA, molecole che decodificano il codice genetico di un organismo in messaggi proteici). Durante uno di questi casi, studenti laureati nel laboratorio di Arati stavano osservando una famiglia di RNA di nichel e cobalto (NiCo RNA) rilevando RNA batterici che hanno una struttura simile a una foglia di trifoglio. Mentre setacciamo questo set di dati, hanno notato una serie di RNA che avevano mantenuto questa architettura generale a quadrifoglio ma erano leggermente diversi. Inseguendo queste "varianti", si sono resi conto che gli "RNA simili a NiCo" erano in realtà ancorati in campi genomici abbastanza vicini da regolare gli enzimi ei trasportatori correlati al ferro. Questi sosia di NiCo potrebbero quindi essere metalloregolatori? Forse di ferro (Fe ²⁺ )?

Per capirlo, il team ha mantenuto RNA e Fe . simili a NiCo ²⁺ in due gabbie separate separate da una membrana che permette solo Fe ²⁺ sanguinare. Il risultato sperimentale ha rivelato senza dubbio che questi RNA attiravano Fe ²⁺ verso la loro camera. La loro ipotesi si è dimostrata corretta e così è arrivata la scoperta di Sensei, abbreviazione di Sense iron.

Nel loro recente studio, dove i ricercatori descrivono il Sensei, mostrano che agisce come un ribointerruttore in presenza di ferro. Dopo aver legato il ferro, subisce un cambiamento strutturale per stimolare la sintesi proteica dei geni adiacenti legati al ferro.

Così, cosa c'è di così affascinante in un RNA sensibile al ferro?

Bene, ci sono due parti in questa risposta. in primo luogo, il ferro è essenziale per molti processi cellulari e spesso agisce come accompagnamento alle reazioni chimiche nelle cellule. Se la concentrazione di ferro viene sbilanciata, può raggiungere livelli tossici e confondere le cellule. Quindi è importante che le cellule siano in grado di percepire il ferro.

"Particolarmente, i batteri patogeni che causano malattie devono avere la capacità di percepire il ferro in modo che possano essere vigili intorno ai tessuti ospiti ricchi di eme, " spiega Siladitya, l'autore principale.

In secondo luogo, le proteine ​​sono state le precursori nel rilevamento del ferro. Considerando che il ruolo proverbiale degli RNA è stato quello di agire come brace in un mucchio di carbone, in attesa di tradursi in stringhe di amminoacidi. Anche se gli ultimi decenni hanno visto un mare di cambiamenti in questa definizione, la scoperta che biomolecole delicate e transitorie come gli RNA possono rilevare il ferro arriva come una rivelazione.

"Questa scoperta mette gli RNA sotto i riflettori per rilevare metaboliti cellulari di fondamentale importanza come il ferro, " dice Arati. Infatti, spiega inoltre che è la capacità di adottare pieghe e strutture complesse che danno agli RNA la loro flessibilità per interagire con una pletora di molecole che vanno dalle vitamine ai metalli.

Ora, una tale scoperta richiede un alto scrutinio. Così, per verificare se Sensei è davvero un vero sensore di ferro, il team ha testato se l'RNA fosse in grado di legare il ferro nel mezzo di un diluvio di altre molecole. Fedele al suo nome, Sensei era un maestro. Indipendentemente dagli ioni metallici presenti nel mix, Sensei era intransigente e sceglieva sempre di legare Fe ²⁺ - rendendolo uno degli RNA metalloregolatori più fini e potenti scoperti finora.

La domanda allora era:cosa succede quando Sensei lega il ferro? Alla scala strutturale, l'RNA legato al ferro si trasforma e adotta una 'posizione' che favorisce la traduzione delle proteine. Infatti, apre la sua struttura in modo tale che i geni correlati al ferro presenti in stretta vicinanza genomica possano essere trasformati in proteine.

Con queste informazioni in mano, i ricercatori si sono poi trasformati in abili ingegneri. Hanno modificato la sequenza dell'RNA e identificato le parti nella struttura a foglia di trifoglio che possono legare il ferro. Quindi, sono andati oltre e hanno apportato un piccolo cambiamento nella sequenza dell'RNA che ha spostato la competenza dell'RNA dal rilevamento del ferro per rilevare ora il nichel e il cobalto.

"Questa ingegneria su scala nanometrica del rilevamento del ferro che dimostriamo, si spera che creerà le basi per la progettazione di biosensori di ferro che potrebbero essere utili sia per la biologia batterica che per la biomedicina, " spiega Arati.

Questa storia riguarda tanto la scoperta per serendipità, in quanto riguarda ciò che la scoperta ci ha insegnato:la versatilità dell'RNA, l'inflessibile specificità dietro la fragile struttura di un RNA e la sua capacità di percepire qualcosa di fondamentale come il ferro. Quale modo migliore per onorarlo che chiamandolo Sensei, significa insegnante?