Una ricerca guidata dall’Istituto di genetica e biofisica “A. Buzzati-Traverso” del Consiglio Nazionale delle Ricerche di Napoli ha individuato il ruolo chiave di un tipo di RNA non codificanti e costituiscono una frontiera ancora in gran parte inesplorata della biologia molecolare.
Lo studio, pubblicato sulla rivista “EMBO Journal”, si concentra su una precisa categoria di RNA non codificanti, ovvero gli ultraconserved RNAs, così chiamati perché la loro sequenza è rimasta invariata nel corso dell’evoluzione ed infatti è identica in specie diverse, come topo, ratto e uomo. L’estrema conservazione di queste molecole ha suggerito che potessero essere coinvolte nella regolazione di uno dei processi biologici più importanti e complessi: lo sviluppo embrionale.
Per studiare una specifica molecola della famiglia degli RNA ultraconservati, chiamata T-UCstem1, i ricercatori e le ricercatrici hanno utilizzato un innovativo modello di organoidi embrionali: i gastruloidi. Tali modelli sono ottenuti in laboratorio a partire da cellule staminali embrionali di topo capaci di riprodurre in vitro gli eventi chiave della gastrulazione, una delle fasi cruciali dello sviluppo embrionale dei mammiferi.
“I gastruloidi permettono di osservare e controllare fasi dello sviluppo che, negli organismi viventi, sono difficilmente accessibili”, spiega Annalisa Fico, ricercatrice del Cnr-Igb e responsabile dello studio. “Grazie a questo modello, abbiamo potuto modificare in modo controllato i livelli di T-UCstem1 e seguire in tempo reale le conseguenze sullo sviluppo e sul funzionamento delle cellule”.
I risultati mostrano che T-UCstem1 svolge una funzione regolatoria chiave nell’organizzazione dell’embrione: controlla l’espressione di geni cruciali per la definizione dell’asse embrionale e per la corretta organizzazione dei tessuti. In assenza o in eccesso di questo RNA, i gastruloidi mostrano alterazioni significative della simmetria e della morfologia, evidenziando per la prima volta un legame diretto tra la regolazione degli RNA non codificanti e i programmi di sviluppo embrionale.
“L’utilizzo dei gastruloidi rappresenta un avanzamento tecnologico fondamentale, perché consente di ricostruire in vitro un contesto morfogenetico complesso, dove questi trascritti esercitano realmente la loro funzione regolatoria”, aggiunge Gabriella Minchiotti coautrice della ricerca.
Questo studio rappresenta un’innovazione su due fronti. In primis, evidenzia il grande potenziale di un settore di ricerca in rapido sviluppo: quello dei modelli embrionali basati su cellule staminali, come i gastruloidi. Questi modelli, permettendo di studiare in laboratorio fasi dello sviluppo embrionale, attualmente si affiancano alla sperimentazione animale, ma a lungo termine potrebbero ridurla e in parte sostituirla.
In secondo luogo, la ricerca apre nuove prospettive anche in campo medico. Capire meglio i meccanismi delle prime fasi della vita e il ruolo degli RNA non codificanti potrebbe aiutare in futuro a comprendere le cause di alcune malattie congenite e dell’infertilità e sviluppare di conseguenza nuove strategie di prevenzione e trattamento
