Non molto tempo fa gli RNA erano considerati molecole piuttosto statiche. Le informazioni codificate nel DNA vengono trascritte in RNA messaggero (mRNA), che esce dal nucleo per raggiungere i ribosomi nella cellula, dove vengono prodotte le proteine. Gli RNA di trasferimento (tRNA) a loro volta trasportano gli aminoacidi ai ribosomi nell’ordine corretto per la produzione delle proteine. Queste sono funzioni cruciali per essere sicuri, ma anche semplici. L’RNA era, per dirla tutta, piuttosto noioso dal punto di vista della ricerca.
Come sono cambiate le cose. Come si è scoperto, ci sono molti tipi di RNA che svolgono altre funzioni vitali e spesso complesse nelle cellule. E gran parte della nostra comprensione di una delle forme più intriganti – micro RNA (miRNA) – è dovuta al lavoro di V. Narry Kim, Ph.D., che ha dato molti contributi significativi al campo da quando ha ricevuto il suo dottorato meno di 20 anni fa. La dottoressa Kim ora dirige il Center for RNA Research presso l’Institute for Basic Science, Seoul National University, ed è stata premiata con il Chen Award al recente Human Genomics Meeting di Barcellona per il suo eccezionale lavoro.
A colazione prima dell’ultimo giorno del meeting, Kim ha discusso il suo interesse per i miRNA e il valore della comprensione dei dettagli biologici.
Q: Prima di tutto, cosa sono i miRNA?
I miRNA sono brevi RNA che non codificano per le proteine, ma sono comunque altamente conservati tra le specie. Regolano molti obiettivi, come nella soppressione dell’mRNA, dove impediscono che un mRNA sia tradotto in una proteina. I miRNA sono a loro volta regolati da molte altre parti del sistema. Sappiamo che sono molto importanti perché sono conservati e anche sperimentalmente. Per esempio, quando li eliminiamo nei topi, i topi diventano molto strani, per essere non tecnici.
Q: Cosa avete imparato sui miRNA e cosa state studiando attualmente?
Prima abbiamo sviluppato un modello per come i miRNA sono fatti nella cellula e come questo processo è regolato. Ora abbiamo ampliato il nostro programma in più progetti. In uno, stiamo esaminando gli aspetti della funzione dei miRNA nelle cellule, come ad esempio come aiutano a determinare come le cellule staminali si differenziano in diverse cellule mature e tessuti. Stiamo anche ricercando la struttura dei miRNA, sia da soli che in complesso con le proteine, e determinando come i miRNA sono riconosciuti ed elaborati all’interno delle cellule. Questo progetto aiuterà anche l’annotazione dei geni miRNA, poiché possiamo usare la conoscenza di come vengono elaborati per migliorare le voci del database, molte delle quali sono attualmente imprecise o incomplete. Infine, stiamo studiando diversi tipi di modifica dell’RNA e di controllo post-trascrizionale. L’interazione RNA-proteina è importante, e ci sono molti tipi diversi di interazioni, con molte funzioni. Stiamo sviluppando metodi per mappare i siti sulle molecole che interagiscono e determinare le sequenze di RNA che sono riconosciute dalle proteine.
Q: Quali sistemi usate per la vostra ricerca?
Lavoriamo in cellule di mammiferi (umani e topi) per lo più, ma poiché i miRNA sono così altamente conservati, usiamo altri modelli animali come la Drosophila e il pesce zebra per fare confronti e concentrarci su ciò che è conservato tra loro.
Q: Questo è un lavoro molto dettagliato, di base. Si applica agli esseri umani, alla nostra salute e alle nostre malattie?
È vero che in questo momento stiamo guardando la biologia fondamentale. Ma i meccanismi possono essere applicati a qualsiasi contesto biologico: sviluppo, malattia, cancro, degenerazione. Gli RNA giocano molti ruoli in molti processi diversi nella cellula, ed è necessario chiarire le regole di base che si applicano – è necessario capire come funziona effettivamente – prima di poter sapere cosa succede quando va male. Detto questo, alcuni dei miei studenti sono interessati a sviluppare applicazioni mirate per la ricerca basata sull’RNA dopo il loro lavoro nel mio laboratorio. Quindi stiamo costruendo una base, ma la conoscenza che otteniamo può essere molto utile per una ricerca più traslazionale o applicata negli anni a venire.