Un gruppo della Ohio State University ha identificato il primo RNA non codificante derivato da cellule umane capace di legarsi all’ATP, la molecola che fornisce energia ai processi cellulari. Il risultato, pubblicato sulla rivista Non-coding RNA Research, apre una nuova linea d’indagine sul possibile ruolo dell’RNA nella gestione dell’energia biologica. La scoperta non dimostra ancora che la molecola svolga la funzione di un enzima ATPasi: i ricercatori stanno ora verificando come avvenga il legame e se l’RNA partecipi anche alla decomposizione dell’ATP.
- Il gruppo ha trovato un singolo RNA non codificante umano con un forte legame per l’ATP.
- La molecola assume una struttura compatta e stabile chiamata G-quadruplex.
- Non è stata ancora dimostrata alcuna attività ATPasica dell’RNA.
- Lo studio è apparso su Non-coding RNA Research.
Lo screening ha isolato un solo RNA con forte affinità
L’ATP alimenta attività essenziali in tutte le cellule, dai movimenti muscolari ai processi biochimici microscopici. Secondo il modello consolidato, la sua energia viene resa disponibile quando specifiche proteine, chiamate ATPasi, avviano la decomposizione della molecola.
Per cercare un possibile equivalente basato sull’RNA, Margaret Bohmer, dottoranda nel laboratorio di Peixuan Guo, ha sottoposto a più cicli di selezione l’RNA totale estratto da cellule umane. A ogni passaggio sono state eliminate le sequenze che non si legavano all’ATP, mentre quelle rimaste sono state progressivamente arricchite.
Il sequenziamento finale ha permesso di individuare un unico RNA non codificante con una forte capacità di legame. La sua conformazione è un G-quadruplex, una struttura che Bohmer descrive come molto compatta e altamente stabile.
Il dato centrale è il legame con l’ATP, non ancora la capacità di liberarne l’energia.
La scoperta mette alla prova un modello centrato sulle proteine
Gli RNA non codificanti non contengono istruzioni per produrre proteine, ma possono comunque assumere strutture e svolgere funzioni biologiche. Il gruppo di Guo studia da tempo queste molecole e il loro possibile impiego nella costruzione di nanoparticelle compatibili con l’organismo.
Secondo Guo, l’ipotesi che un RNA non codificante possa funzionare come ATPasi è ancora nuova e finora nessuno ha identificato attività ATPasica in un RNA. La ricerca, quindi, non sostituisce il ruolo noto degli enzimi proteici: verifica piuttosto se esista un ulteriore meccanismo biologico rimasto finora inosservato.
Se venisse dimostrata anche una funzione catalitica, questo significherebbe ampliare la categoria delle molecole naturali capaci di controllare l’energia cellulare oltre le sole proteine.
La distinzione è importante anche sul piano terapeutico. Una molecola che si limita a riconoscere l’ATP può essere utile come elemento di ricerca o progettazione; per trasformarsi in uno strumento capace di indirizzare o bloccare il rilascio di energia dovrebbe invece mostrare una funzione riproducibile e controllabile. Solo in quel caso potrebbe diventare la base di nuovi nanomateriali terapeutici, come ipotizzato dal gruppo.
I precedenti virali indicano il prossimo esperimento
Il lavoro prosegue una precedente ricerca dello stesso laboratorio, che aveva individuato un RNA virale capace di legarsi all’ATP. Quella molecola faceva parte del complesso ATPasico di un motore virale. Il gruppo ha inoltre raccolto indizi secondo cui RNA virali della stessa famiglia, chiamati pRNA, avrebbero modificato la propria struttura nel corso dell’evoluzione per svolgere funzioni legate a motori molecolari.
Questi precedenti forniscono l’ipotesi da verificare: il G-quadruplex umano potrebbe essere un componente di un sistema che contribuisce a decomporre l’ATP. I prossimi studi dovranno stabilire con precisione le modalità del legame e accertare se alla capacità di aggancio corrisponda una vera attività funzionale.
Per la ricerca farmacologica, un esito positivo indicherebbe una possibile piattaforma alternativa agli enzimi proteici, potenzialmente più piccola e adattabile. Al momento, tuttavia, gli impieghi contro il cancro o contro processi cellulari dannosi restano obiettivi teorici, non applicazioni già dimostrate.
Secondo voi, gli RNA non codificanti potranno diventare strumenti terapeutici oppure resteranno soprattutto sonde per comprendere meglio la cellula?
