Corsa agli armamenti molecolari: come il genoma si difende dai nemici interni
Dormitori cellulari
Un team di ricerca internazionale guidato dai biologi di Friburgo, il Dr. Wenjing Qi e il Prof. Ralf Baumeister, ha scoperto come il retrotrasposone LINE1 sfrutti una proteina cellulare per diventare esso stesso attivo, come avviene nei tumori. Allo stesso tempo, i ricercatori hanno anche decifrato la contromisura appropriata della cellula per prevenire condizioni come la formazione di tumori o l'infiammazione cronica. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Nature Communications.
Dormitori cellulari
I "dormienti" sono il nome che i servizi segreti danno agli agenti che vivono per anni in modo non visibile in una società prima di essere attivati dai loro datori di lavoro. Il genoma umano contiene migliaia di questi dormienti, noti come retrotrasposoni. Questi - probabilmente residui di attacchi virali di milioni di anni fa - sono dotati di informazioni minime per uscire dal genoma e moltiplicarsi quando se ne presenta l'occasione. Per farlo, utilizzano in modo improprio i meccanismi enzimatici delle cellule umane.
LINE1 è il nome del più comune di questi elementi, che rappresenta quasi il 20% dell'intero genoma. Quando LINE1 si attiva, si copia e si reintegra nel materiale genetico in una posizione diversa, sconvolgendo così il progetto della cellula. Ciò può talvolta essere vantaggioso in termini di introduzione di diversità nel genoma, ma può facilmente diventare incontrollabile, soprattutto nei tumori progressivi. Inoltre, la LINE1 attiva può allertare il sistema immunitario della cellula, provocando un'infiammazione cronica. Nel corso dell'evoluzione, le cellule umane hanno quindi sviluppato molti meccanismi per prevenire proprio questa attivazione. Il modo in cui LINE1 stesso viene mobilitato è stato finora in gran parte incompreso.
Competizione tra proteine
Il team di ricerca ha svelato i meccanismi di funzionamento: LINE1 recluta una proteina non funzionante nelle cellule, chiamata NRBP1. Questa ex chinasi aveva perso nel tempo le sue funzioni enzimatiche a causa di mutazioni nel suo gene. Poiché la riproduzione incontrollata di LINE1 è un grosso problema per la cellula ospite, questa ha sviluppato nel tempo un meccanismo di contrasto. Una copia leggermente modificata di questa proteina, la paraloga NRBP2, marca NRBP1 in modo che venga riconosciuta come rifiuto e quindi smaltita.
La competizione tra le due proteine deve essere vinta da NRBP2 per evitare danni. Finora, entrambi i fattori erano stati notati solo nella biologia del cancro a causa del loro diverso coinvolgimento nei tumori, senza che fossero note le loro funzioni. Un'analisi della storia evolutiva di questa competizione mostra che la funzione di blocco di NRBP2 è stata probabilmente acquisita più tardi nell'evoluzione per sfuggire all'influenza distruttiva di NRBP1 e LINE1.
Approfondimenti
Wenjing Qi è leader del gruppo di ricerca nel laboratorio di Ralf Baumeister, professore di bioinformatica e genetica molecolare all'Università di Friburgo. Entrambi sono stati supportati dal CIBSS - Centre for Integrative Biological Signalling Studies, un cluster di eccellenza dell'Università di Friburgo. I primi autori della pubblicazione sono i colleghi Wei Yang e Shaobo Cong. "I nostri risultati non solo dimostrano il coinvolgimento di NRBP1/2 nello sviluppo dei tumori umani", afferma Qi. "Forniscono anche una visione dei dettagli normativi che sono emersi dalla duplicazione dei geni nel corso dell'evoluzione".
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Pubblicazione originale
Wei Yang, Shaobo Cong, Ruoyao Li, Jennifer Schwarz, Thilo Schulze, Raban A. Gevelhoff, Xinyan Chen, Sara Ullrich, Kristina Falkenstein, Denis Ott, Pia Eixmann, Angelica Trentino, Antje Thien, Thierry Heidmann, Ekkehard Schulze, Bettina Warscheid, Ralf Baumeister, Wenjing Qi; "Opposing roles of pseudokinases NRBP1 and NRBP2 in regulating L1 retrotransposition"; Nature Communications, Volume 16, 2025-7-11
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