I ricercatori dell'Università del Deleware, in collaborazione con alcuni loro colleghi statunitensi e di altre nazioni hanno trovato un nuovo tipo di molecola, una specie di micro-interruttore, che può 'spegnere' i geni in piante di riso. La scoperta è stata riportata nel numero del 25 marzo degli 'Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze degli Stati Uniti d'America'.

La ricerca è stata condotta da Pamela Green, il direttore di Scienze Vegetali all'Istituto Crawford Greenewalt della Università del Deleware e da Blake Meyers, professore associato di Scienze Vegetali e del Suolo e loro gruppi di laboratorio all'Istituto di Biotecnologia del Deleware. A questa ricerca hanno collaborato anche scienziati stranieri tra cui alcuni attivi presso l'Accademia Cinese delle Scienze.

Le molecole regolatrici di recente scoperta sono composte di brevi porzioni di acido ribonucleico (RNA), di un ordine di lunghezza di circa 20 nucleotidi denominate 'microRNA di antisenso naturale' (natural antisense microRNAs = nat-miRNAs). Si tratta quindi di un tipo particolare di microRNA (miRNAs), piccole molecole di RNA non codificanti proteine, composte di 20-22 nucleotidi, già note agli scienziati e che rivestono un ruolo chiave nella regolazione dei processi cellulari, incluso lo sviluppo della cellula e le sue risposte allo stress (per maggiori dettagli sui microRNAs (->) http://it.wikipedia.org/wiki/MicroRNA).

I 'microRNA di antisenso naturale' anzichè avere una configurazione 'senso', come i microRNA già noti agli scienziati, hanno una configurazione opposta e cioè 'antisenso', poiché si generano dal filamento complementare a quello che origina l'RNA messaggero. L'RNA messaggero invece trascrive e porta nei ribosomi il codice del filamento 'senso' di DNA per la sintesi delle proteine.

I microRNA hanno funzione di regolazione successiva alla trascrizione del codice genetico e tra questi quelli di antisenso naturale, di cui è stata evidenziata la presenza nel riso, agirebbero collegandosi ad alcune specifiche molecole di RNA messaggero (le quali trasportano istruzioni alle cellule per la realizzazione di particolari proteine) e determinandone la degradazione, impedendo quindi che trascrivano il codice genetico, che avrebbe determinato la produzione di specifiche proteine e quindi di fatto spegnendo, o azzittendo, il gene. La scoperta di 'microRNA di antisenso naturale' in riso è avvenuta nel seguente modo (come racconta la dottoressa Green): “Noi stavamo usando un approccio a 'intensa sequenziazione' per identificare nuove molecole di microRNA, quando abbiamo trovato questi esempi di nuova scoperta”. Essa poi ha evidenziato:”Queste minuscole molecole di RNA sono un tipo speciale di microRNA che ha una configurazione 'antisenso' relativa ai loro obbiettivi.

E' una scoperta eccitante. Noi crediamo che essi possano essere presenti in molti organismi”.

Nel caso del riso precedentemente erano state annotate finora qualcosa come 240 molecole di microRNA.

Il gruppo di ricerca dell'Università del Deleware ha analizzato più di 4 milioni di piccoli RNA provenienti da 6 campioni di riso, che hanno permesso di isolare 24 nuovi microRNA, tra cui è compreso il nuovo gruppo di molecole denominato 'microRNA di antisenso naturale (natural antisense microRNAs)'.

La dottoressa Green ha notato che i 'microRNA di antisenso naturale' non sono presenti nella comune pianta da ricerca Arabidopsis, che è una dicotiledone, Però il gruppo di ricerca dell'Università del Deleware ha identificato il nuovo microRNA nelle monocotiledoni ed in tal senso Meyers ha evidenziato che: 'La sistemazione con siti obbiettivo e la trascrizione senso-antisenso, dei nuovi microRNA che abbiamo scoperto, sono conservate nelle monocotiledoni, indicando che questo percorso è vecchio almeno 50 milioni di anni”.

Il prossimo passo nella ricerca, dice la dottoressa Green, sarà il cercare di capire come i microRNA aiutano le piante di riso a rispondere alle avverse condizioni ambientali, come la siccità, o la limitata disponibilità di nutrienti.

In aggiunta, il gruppo attivo presso la Università del Deleware sta tuttora analizzando piccoli RNA in un'ampia serie di piante per determinare se i microRNA di antisenso naturale possono essere presenti in una più ampio numero di specie di monocotiledoni e attraverso il confronto dei genomi di piante diverse sta tentando di capire l'evoluzione e la diversità dei microRNA ed in particolare quando i microRNA di antisenso naturale potrebbero essersi evoluti per la prima volta.

Oltre all'ambito di studio legato al riso gli scienziati ritengono che la ricerca compiuta possa essere di aiuto nel localizzare questo tipo di gene regolatore in altri organismi, incluso gli uomini; infatti i microRNA regolerebbero il 30% dei geni umani e quindi sarebbero essenziali per la salute e lo sviluppo dell'uomo.

La ricerca è stata finanziata dalla Fondazione Nazionale della Scienza e dal Ministero dell'Agricoltura Statunitense (USDA). In aggiunta il ricercatore di post-dottorato presso l'Università del Deleware Dong-Hoon Jeong è stato parzialmente sostenuto da una borsa di studio della Fondazione Coreana per la Ricerca a sua volta sovvenzionata dal Governo Coreano; mentre lo studente di dottorato Shawn Thatcher è stato sostenuto da una borsa di tirocinio assegnata al Programma multidisciplinare Chimica/Biologia dell'Università del Deleware, da parte dell'Istituto Nazionale della Salute.