Splicing alternativo ed evoluzione della complessità fenotipica

Ogni RNA messaggero per poter essere tradotto deve subire un processo di “maturazione” costituito dalla rimozione degli introni (splicing), dal capping in 5’ e dalla poliadenilazione in 3’. Da numerosi anni è noto che alcuni geni possono subire, oltre allo splicing canonico (che consiste nella eliminazione di tutti gli introni ed il mantenimento di tutti gli esoni), splicing alternativi che

Ogni RNA messaggero per poter essere tradotto deve subire un processo di “maturazione” costituito dalla rimozione degli introni (splicing), dal capping in 5’ e dalla poliadenilazione in 3’. Da numerosi anni è noto che alcuni geni possono subire, oltre allo splicing canonico (che consiste nella eliminazione di tutti gli introni ed il mantenimento di tutti gli esoni), splicing alternativi che portano alla produzione di RNA messaggeri maturi diversi a partire da un unico precursore, da cui sono sintetizzate proteine che possono differire per funzione, localizzazione o altre proprietà. Nel corso degli ultimi anni, lo splicing alternativo è stato analizzato con crescente attenzione, poiché oltre la metà dei geni presenti nel nostro genoma sembrava avere la possibilità di portare alla sintesi di RNA messaggeri diversi, rendendo questo meccanismo potenzialmente di grande importanza nella nostra evoluzione.

Nel corso degli anni è divenuto, inoltre, sempre più evidente il ruolo dello splicing alternativo nel differenziamento cellulare a seguito della identificazione di meccanismi in grado di realizzare splicing alternativi tessuto-specifici. In particolare, alcune proteine tessuto-specifiche sarebbero in grado di influenzare l’assemblamento dello spliceosoma (il complesso di molecole che realizza lo splicing) a livello di siti specifici per ciascun tessuto. Da questa combinazione di proteine tessuto-specifiche e complesso di splicing deriverebbe quindi la possibilità che uno stesso RNA messaggero precursore sia “maturato” in modo diverso in tipi cellulari diversi.

Sino al 2008, tuttavia, le metodologie sperimentali non permettevano di avere un’idea precisa della reale entità dello splicing alternativo, poiché vi erano limiti nella capacità delle diverse metodiche di discriminare in modo certo varianti di splicing molto simili tra di loro. L’ultimo fascicolo della rivista Nature pubblica un interessante articolo di Eric Wang e colleghi in cui per la prima volta si realizza un sequenziamento massivo di tutte le forme di splicing presenti nelle nostre cellule. In particolare, Wang e colleghi hanno evidenziato che il 92-94% dei nostri geni può fare splicing alternativi, tra cui anche splicing alternativi tessuto-specifici.

Da un punto di vista quantitativo, lo splicing alternativo tessuto-specifico è, quindi, un fenomeno molto diffuso sia per quanto riguarda i tipi cellulari in cui avviene, che per quanto concerne il numero di geni in grado di produrre RNA messaggeri alternativi. Un simile dato va quindi a dare ulteriore forza all’ipotesi che lo splicing alternativo abbia giocato un ruolo estremamente importante nel differenziare i tipi cellulari e nella possibilità di aumentare la complessità di un organismo senza necessitare di nuovi geni.

Mauro Mandrioli


Eric T. Wang, Rickard Sandberg, Shujun Luo, Irina Khrebtukova, Lu Zhang, Christine Mayr, Stephen F. Kingsmore, Gary P. Schroth, Christopher B. Burge (2008) Alternative isoform regulation in human tissue transcriptomes. Nature 456: 470-476.

 

Fonte immagine: Chemistry of Life