Il Nobel per la Medicina e la Fisiologia assegnato a due ricercatori americani per le loro scoperte sull’interferenza dell’ RNA a doppio filamento nella regolazione genica

Era già noto in quegli anni che mediante l’introduzione, in una cellula eucariote, di molecole di RNA con sequenza nucleotidica uguale a quella dell’RNA trascritto a partire da un qualunque gene, era possibile interferire con il funzionamento del gene stesso, ottenendo che la proteina corrispondente non venisse sintetizzata; questo effetto era interpretato come la semplice conseguenza dell’ibridazione dell’RNA introdotto con

Era già noto in quegli anni che mediante l’introduzione, in una cellula eucariote, di molecole di RNA con sequenza nucleotidica uguale a quella dell’RNA trascritto a partire da un qualunque gene, era possibile interferire con il funzionamento del gene stesso, ottenendo che la proteina corrispondente non venisse sintetizzata; questo effetto era interpretato come la semplice conseguenza dell’ibridazione dell’RNA introdotto con quello endogeno, che risultava dunque alterato e non più funzionante, e non permetteva la traduzione della proteina corrispondente.

Studiando queste dinamiche di interferenza nel nematode, i ricercatori americani autori del lavoro, che oggi vedono premiate le loro intuizioni con il premio Nobel, hanno dapprima scoperto che se invece di introdurre molecole di RNA a singolo filamento (1) veniva inserita nella cellula una quantità anche molto esigua di RNA a doppio filamento, gli effetti di interferenza sull’attività del gene risultavano decisamente più marcati, maggiori di almeno due ordini di grandezza, e restavano visibili non soltanto sull’animale trattato ma anche sulla sua progenie (erano dunque ereditabili).

Tali risultati misero in evidenza che l’ipotesi che il “silenziamento genico” dipendesse dall’ibridazione e dal malfunzionamento dell’RNA messaggero non era sufficiente per spiegare una dinamica di regolazione tanto complessa. Evidentemente, le modalità di azione dell’RNA prodotto naturalmente nella cellula e dell’RNA introdotto, responsabili delle interferenze, dovevano essere significativamente diverse.

Gli autori della ricerca misero in evidenza che la somministrazione di RNA a doppio filamento, che va ad associarsi ad un complesso enzimatico presente nelle cellule noto con il nome di RISC (RNA-interference silencing complex, complesso silenziatore della RNAi) produce una degradazione dell’mRNA endogeno, comportando quindi un effetto indiretto di inattivazione genica.

L’interferenza dell’ RNA sta avendo un numero crescente di applicazioni nel campo dell'ingegneria genetica e della biologia molecolare, essendo un meccanismo in grado silenziare selettivamente l'espressione genica di qualunque gene. Questi studi permettono di identificare il ruolo di un determinato gene attraverso il suo spegnimento, senza dover eliminare fisicamente il gene (knock-out). Questo processo potrebbe offrire alcune interessanti opportunità anche in campo terapeutico, in quanto sembrerebbe possibile produrre farmaci che, tramite l’interferenza selettiva dell’RNA, annullano gli effetti di mutazioni deleterie avvenute su geni responsabili di alcune malattie, che possono quindi essere vantaggiosamente inattivati (una forma alternativa di terapia genica). Sembrerebbero di fondamentale importanza anche nella disattivazione di geni batterici e virali (è già stata evidenziata la capacità di interferire con alcuni geni responsabili dell’HIV nel topo) ed avere quindi un importante ruolo di controllo nei processi infettivi.

Astrid Pizzo

(1) L’RNA messaggero, molecola fondamentale per trasferire le informazioni dal DNA ai ribosomi, dove avviene la decodifica dell’informazione genetica e la sintesi delle proteine, si presenta normalmente come una molecola a singolo filamento.