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#ENCODE: significa anche collaborazione

#ENCODE: significa anche collaborazione | Med News | Scoop.it

> Se il progetto genoma umano era un elenco un po’ alla rinfusa delle parole che compongono il patrimonio genetico umano, ora arrivano le definizioni http://goo.gl/Njct3.

 

Conta l’organizzazione, che non deve farsi troppe illusioni sulla natura umana: un progetto di questo tipo non si regge sulla buona volontà ma su regole chiare, una linea di comando ben definita e trasparenza totale tra i gruppi di lavoro. <

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Un RNA come sentinella del DNA

Un RNA come sentinella del DNA | Med News | Scoop.it

La collaborazione fra tre gruppi diversi, rispettivamente da Milano, Pavia e Yokohama in Giappone, per scoprire un inaspettato ruolo da parte dell'RNA. Già nota l'eterogeneità di queste molecole per quanto riguarda la struttura e la lunghezza, l'RNA è sempre stato considerato il passaggio intermedio dall'informazione di tipo genetico, propria del DNA, a un'attività funzionale, svolta dalle singole proteine codificate dai geni. Emerge ora l'azione di controllo svolta dall'RNA stesso nei confronti delle sequenze di DNA danneggiato [ http://alturl.com/yh62t ].

Nelle cellule sottoposte a stress chimico o biologico, il DNA può andare incontro a danni; sono state identificate quindi delle piccole molecole di DNA, corrispondenti alla sequenza di DNA danneggiato, che hanno il compito di allertare la cellula stessa. Con la presenza infatti di questi DDRNA (RNA di risposta al danno nel DNA) la cellula blocca la d sua divisione e attiva i meccanismi di riparazione del danno al DNA: tutto questo, con lo scopo di evitare che la sequenza danneggiata di DNA possa essere trasmessa ad altre cellule.

Questa scoperta ha giustamente sollevato molto fermento sul versante dei processi molecolari alla base della crescita tumorale: è infatti ragionevole sospettare che qualche mancato “allarme molecolare” da parte dei DDRNA possa permettere a qualche cellula, con il DNA danneggiato, di continuare a replicarsi, rappresentando la premessa per lo sviluppo di un tumore. Studiare i DDRNA nelle cellule tumorali sarà quindi il prossimo obbiettivo dei ricercatori.

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L'RNA messo in discussione, ancora una volta

L'RNA messo in discussione, ancora una volta | Med News | Scoop.it

Questi sono tempi duri per le ricerche sull'RNA. Nel senso che sta capitando con un certa frequenza che iniziali scoperte, riguardanti le molecole di acido ribonucleico (RNA) presenti nelle nostre cellule, siano (parzialmente) sconfessate da successive indagini. E' il caso della non completa “fedeltà” molecolare dei nostri RNA messaggeri, notizia che ha fatto tanto scalpore e che è stata oggetto di approfondimenti e rettifiche [ http://goo.gl/NFG06 ]. Tanto che, almeno per ora, si pensa che il processo di trascrizione dell'informazione genetica da DNA a RNA introduce sì delle modifiche rispetto alla sequenza originale delle basi, ma con una frequenza relativamente bassa e in regioni del DNA preferenzialmente non codificanti per le proteine.
Emerge ora un nuovo dibattito sull'RNA, che parte da lontano. A metà del 2010, un gruppo di ricercatori della Harvard University in Massachusetts aveva stimato infatti che circa 1300 geni nel topo - un numero decisamente superiore a quanto fino ad allora pensato – fossero soggetti a imprinting [http://goo.gl/uFmnR ]. E' questo un noto fenomeno di regolazione genica, attraverso il quale i geni trasmessi dal genitore di sesso maschile e quelli trasmessi dal genitore di sesso femminile sono differentemente espressi, a livello della trascrizione da DNA a RNA. I ricercatori americani avevano quindi sequenziato le molecole di RNA messaggero presenti nelle cellule del cervello di topo per capire quale dei due alleli, fra quello paterno e quello materno, fosse effettivamente espresso.
Ma ora un secondo lavoro di tipo biostatistico mette in discussione quel dato numericamente eclatante, ottenuto nel topo: se infatti, come viene ipotizzato, nel 2010 non fossero state impiegate rigorose analisi statistiche in modo da escludere i risultati falsi positivi, ecco che in realtà sarebbe stato sovrastimato il meccanismo di imprinting nel topo. Perciò i biostatistici mettono l'accento sulla necessità di creare dei gruppi congiunti di ricercatori, sia di estrazione biologica che matematica, per poter gestire al meglio la grossa mole di risultati che ormai si ottengono dagli studi di sequenziamento molecolare.
Tant'è che i ricercatori della Harvard University, che hanno pubblicato il primo studio nel 2010, stanno ora rianalizzando il loro dati con differenti approcci statistici, ma si dicono comunque “convinti di confermare il fenomeno dell'imprinting nel topo, con le stesse proporzioni”. Ma comunque, va detto che tutto questo può far parte del meccanismo stesso della ricerca scientifica, fatta anche di prove, verifiche, errori – e dibattiti.

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Diventiamo grassi dal cervello

Diventiamo grassi dal cervello | Med News | Scoop.it

A livello dell'ipotalamo infatti, gli ormoni leptina e insulina trasmettono il senso di sazietà, che poi ci fa smettere di mangiare. Se la ricezione di questo segnale chimico non avviene correttamente nel nostro cervello, si continua invece ad avere fame, nonostante le cellule del nostro organismo non abbiano più bisogno di assumere energia metabolica, con conseguente rischio di sovrappeso.
Da un po' di tempo i ricercatori avevano concentrato l'attenzione sul gene Bdnf (brain derived neurotrophic factor), già legato all’aumento di peso sia negli animali da laboratorio che nell’Uomo. Ora è più chiaro il meccanismo di azione di Bdnf: questo gene, nel passaggio intermedio verso la sintesi del suo prodotto finale - un fattore di crescita – può essere trascritto con un RNA messaggero più o meno lungo. Quando la forma più lunga risulta assente, ecco che la sintesi del fattore di crescita avviene solo nella parte centrale del neurone, e non anche nelle sue ramificazioni. Tuttavia, sono proprio queste propaggini cellulari le responsabili della trasmissione chimica del segnale da un neurone all'altro: sembra quindi che pur in presenza di leptina e insulina, i silenziatori della fame, si vada avanti a ingerire il cibo perchè viene a mancare la trasmissione del corretto segnale all'interno del nostro cervello.
Perciò, alcune differenze di peso individuali, e soprattutto l'estrema difficoltà a iniziare e mantenere una dieta, potrebbero avere una base genetica. Chiarire questi meccanismi biologici può essere il primo passo per sviluppare dei farmaci in grado per esempio di favorire la sintesi della forma più lunga di Bdnf, quella efficace nella trasmissione del senso di sazietà.

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RNA nei nostri spermatozoi e in quelli di Drosophila

RNA nei nostri spermatozoi e in quelli di Drosophila | Med News | Scoop.it

Sul fronte maschile abbiamo preso atto della buona salute del cromosoma Y [ http://goo.gl/wNpVf ]. Ora, con uno studio a livello molecolare viene gettata luce su quanto avviene appena dopo la fecondazione della cellula uovo da parte dello spermatozoo, confrontando parte del nostro patrimonio genetico con quello di Drosophila melanogaster, il comune moscerino della frutta.
Si è sempre pensato che l'importanza del patrimonio genetico dello spermatozoo fosse legata al DNA di origine paterna, in esso contenuto; ora invece sono stati studiati tutti gli RNA messaggeri, cioè quelle molecole che rappresentano il passaggio intermedio della trascrizione di un gene verso il prodotto finale proteico, dimostrando come le cellule riproduttive maschili non siano in realtà silenti dal punto di vista delle trascrizione. Anzi, alcune molecole di RNA messaggero vengono trasferite dallo spermatozoo alla cellula uovo fecondata, sia nell'Uomo che in Drosophila, rappresentando quindi un'ulteriore forma di informazione genetica di origine maschile che viene preservata e trasmessa; inoltre, queste molecole di messaggeri sono molto simili sia nei nostri spermatozoi che in quelli del moscerino. Questo aspetto è interessante, perchè la genetica ci insegna come tutto ciò che risulta conservato, in organismi anche molto diversi, solitamente riveste un ruolo importante nella cellula.
Ecco quindi che queste somiglianze genetiche, rendono il moscerino della frutta un potenziale modello, sebbene non sia un mammifero, per studiare a livello cellulare i meccanismi della riproduzione e delle prime fasi dello sviluppo embrionale. E chissà se e quanto questi RNA messaggeri sono "imprecisi", rispetto alle sequenze stampo di DNA [ http://goo.gl/SSwtB ].

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ENCODE: il nostro genoma sempre più svelato

ENCODE: il nostro genoma sempre più svelato | Med News | Scoop.it

ENCODE, cioè ENCyclopedia Of Dna Elements, è un progetto internazionale che ha l'obiettivo di catalogare tutti gli elementi funzionali del genoma umano. Perchè, sebbene meno del 3% del nostro genoma codifica per proteine, nel corso degli anni si è scoperto che in realtà molte altre sequenze, sebbene non codificanti, hanno importanti ruoli regolativi all'interno delle cellule. Ecco che Nature e Genome Research http://goo.gl/VuREo

dedicano interi numeri delle rispettive riviste ai risultati, liberamente consultabili, del progetto ENCODE.

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RNA non codificanti nell'infezione virale

RNA non codificanti nell'infezione virale | Med News | Scoop.it

Se da una parte le capacità di adattamento molecolare dei virus rappresentano uno dei principali meccanismi alla base del processo infettivo, ci sono sempre più dati che puntano sulle variazioni nella genetica dell'ospite, come un altro meccanismo che possa spiegare la variabilità delle risposta individuale allo stesso agente infettivo [ http://goo.gl/Vbb3n ].
Sembra ora che le molecole di RNA non codificante, cioè tutti gli RNA che pur provenendo da specifiche sequenze di DNA non verranno mai tradotti in proteine, possono essere implicati nel meccanismo dell'infezione virale. Alcuni ricercatori della Sackler Faculty of Medicine di Tel Aviv hanno infatti impiegato delle cellule in laboratorio, di cui una parte è stata infettata con HIV mentre un'altra è stata usata come controllo. Hanno quindi messo a punto un software in grado di creare il profilo genetico di tutti gli RNA non codificanti presenti nella cellula, riuscendo in questo modo a discriminare precisamente le cellule infettate da HIV da quelle che non erano state messe a contatto con il virus. Questo perchè sembra che specifici RNA non codificanti compaiano, nel momento in cui la cellula ospite riconosce l'agente infettivo come estraneo. Quindi, la risposta dell'ospite non è ristretta solo ai geni e ai relativi RNA che codificano per le proteine, ma assume delle proporzioni più vaste.
Tutto questo rappresenta un nuovo punto di vista dal quale possono essere studiati i meccanismi di interazione fra cellula ospite e agente patogeno: se questi dati verranno confermati, un programma come quello sviluppato dai ricercatori israeliani permetterebbe di comparare i profili di questi RNA in individui diversi, oppure seguire l'andamento dell'infezione in uno stesso individuo, attraverso il cambiamento nel profilo dei suoi RNA non codificanti.

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XNA: molecole sintetiche per capire la vita

XNA: molecole sintetiche per capire la vita | Med News | Scoop.it

Uno dei meccanismi alla base della vita è quello della trasmissione dell’informazione genetica, attraverso le ben note molecole di DNA e RNA. Tanto che una delle principali ipotesi sull'origine della vita considera la più semplice molecola di RNA come primo enzima in grado di catalizzare reazioni chimiche, quindi precursore dello stesso DNA nella codifica dell'informazione genetica. Ma è anche vero che DNA e RNA sono molecole piuttosto complesse, forse troppo per rappresentare le prime forme di materiale genetico comparse sulla Terra. La recente caratterizzazione del TNA, una nuova molecola strutturalmente più semplice rispetto a DNA e RNA, in grado di auto-organizzarsi si inseriva proprio in questo scenario [ http://goo.gl/SI5Xr ].
Il tutto si fa ora più interessante, con un nuovo studio nel quale ben sei molecole di XNA, strutturalmente simili a DNA e RNA, sono state sintetizzate: sono state denominate ANA, CeNA, FANA, HNA, LNA e TNA (il primo caratterizzato). Il lavoro dei ricercatori è stato svolto su due fronti, legati strettamente fra loro e indispensabili perchè si potesse arrivare a creare nuove molecole, potenzialmente riconducibili alla trasmissione dell'informazione genetica in senso “vivente”. Da una parte infatti, sono state prese in esame nuove molecole di XNA (in realtà, più di sei), ma dall'altra era necessario disporre di un enzima in grado di copiare questi stampi. In natura infatti, esistono le DNA e RNA polimerasi che possono leggere le sequenze di acidi nucleici: invece, non esistono enzimi che riconoscono gli XNA. Ecco quindi che i ricercatori hanno dovuto anche sintetizzare delle nuove polimerasi, in grado di utilizzare sei delle molecole da loro create.
Perciò, con l’aiuto del DNA come stampo e di speciali enzimi polimerasici, le nuove molecole di XNA possono replicarsi, proprio come il DNA: per la prima volta si è creato un sistema di codifica, di trasmissione e potenzialmente di evoluzione dell’informazione genetica, basato su molecole differenti da DNA e RNA. Gli XNA potranno quindi aiutare a comprendere le origini della vita: uno di questi acidi nucleici infatti potrebbe rappresentare la molecola “più semplice”, dalla quale poi si è sviluppato il primo RNA, portatore dell'informazione genetica.

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RNA messaggeri: sbagliano o no?

RNA messaggeri: sbagliano o no? | Med News | Scoop.it

Abbiamo già visto quanto la scoperta della non completa “fedeltà” molecolare dei nostri RNA messaggeri abbia fatto notizia, e sia stata oggetto di approfondimenti e parziali rettifiche [ http://goo.gl/SSwtB ]. Tutto è partito l'anno scorso da un lavoro di un gruppo americano [ http://goo.gl/U7Z57 ], secondo il quale la trascrizione dell'informazione genetica da DNA a RNA può introdurre delle modifiche rispetto alla sequenza originale delle basi, ben più frequentemente di quanto finora noto. Risultava infatti che in oltre 10 mila punti del genoma la sequenza trascritta dell’RNA non corrispondesse a quella del DNA.
Quello che inizialmente sembrava essere un vero e proprio (catastrofico) errore molecolare, è stato ridimensionato nel corso di questi mesi; perchè in realtà le differenze nella trascrizione sono poco frequenti nelle regioni del DNA codificanti per le proteine, localizzandosi invece negli spazi fra un gene e l'altro.
Ma questo non è bastato a calmare la curiosità, e forse lo scetticismo scientifico, di molti ricercatori verso un meccanismo di errore più o meno grossolano, che in realtà potrebbe rappresentare un grosso rischio per ogni cellula, nel cui nucleo esso accada. Quello che al momento è l'ultimo atto di questa vicenda, vede la ripetizione delle analisi dei dati originali da parte di tre gruppi indipendenti. Le loro conclusioni sono concordanti, ma molto diverse da quelle di partenza: addirittura il 94% degli errori di trascrizione inizialmente riportati sembrano in realtà essere frutto di errori tecnici e metodologici di sequenziamento, con una conseguente marcata sovrastima di un fenomeno che, probabilmente esiste veramente, ma non è così frequente come ipotizzato un anno fa. Non ci resta che continuare a seguire l'evoluzione della ricerca su questo fronte.

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L'imprecisione degli RNA messaggeri

L'imprecisione degli RNA messaggeri | Med News | Scoop.it

Sempre in merito alla difficile interpretazione dei dati scientifici, dopo le vicende sull'invecchiamento [ http://goo.gl/2U8Ty ], ecco un altro esempio, questa volta nel campo degli RNA messaggeri. Sono queste le molecole che rappresentano il passaggio intermedio dell'informazione fra la sequenza di un gene e la proteina che esso codifica: quindi, la sequenza dell'RNA messaggero dovrebbe essere assolutamente identica a quella del gene corrispondente.
Qualche mese fa ricercatori americani scoprono che in realtà l'RNA messaggero potrebbe non essere così "fedele": nel passaggio di trascrizione da DNA a RNA possono cioè insorgere delle modifiche di sequenza delle basi, ben più frequentemente di quanto si pensasse [ http://goo.gl/U7Z57 ]. In oltre 10 mila punti del genoma la sequenza trascritta dell’RNA non corrisponde infatti a al DNA del gene. Tuttavia, molte e immediate sono state le riserve manifestate da diversi ricercatori sul fatto che i nostri RNA potessere essere così diversi dalle sequenze stampo di DNA.
Infatti, ecco che viene ora pubblicato un lavoro metodologicamente più preciso, da parte di alcuni bioinformatici di un istituto di ricerca cinese. Da una parte viene comfermata l'esistenza di una divergenza fra DNA e RNA. Anzi, i siti incriminati sono oltre 22 mila. Tuttavia questo fatto non sembra essere un vero e proprio errore molecolare: perchè in realtà queste differenze di sequenza sono poco frequenti nelle regioni codificanti per le proteine, mentre tendono a localizzarsi negli spazi fra un gene e l'altro; inoltre, questi presunti errori si associano a specifiche sequenze del DNA, come se alla base ci fosse un preciso meccanismo moleoclare e non il semplice evento casuale.
Sembra quindi che i nostri RNA messaggeri in fondo non "sbaglino" così tanto: resta da capire quando e perchè divergono dal DNA delle nostre cellule.

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