Una recente ricerca ha portato alla luce nuove informazioni riguardanti il cosiddetto “genoma oscuro”, concentrandosi su LINE-1, un elemento genetico associato a diverse malattie. Un team internazionale di scienziati ha dettagliato la struttura di LINE-1 e del suo enzima trascrittasi inversa, offrendo potenziali vie per il trattamento di malattie. Lo studio sottolinea le somiglianze tra la trascrittasi inversa di LINE-1 e quella dell’HIV-1, aprendo la strada allo sviluppo di farmaci mirati.
Comprendere il meccanismo di LINE-1
Capire il meccanismo di LINE-1 è fondamentale per sviluppare potenziali nuovi trattamenti per il cancro, disturbi autoimmuni, neurodegenerazione e persino l’invecchiamento.
La funzione del “genoma oscuro”
La ricerca pubblicata il 14 dicembre su Nature ha illuminato una piccola parte del cosiddetto “genoma oscuro” — il 98 percento del genoma umano la cui funzione biologica è in gran parte sconosciuta.
Il ruolo di LINE-1 nelle malattie
In questo caso, un team internazionale multidisciplinare ha riportato le prime immagini ad alta risoluzione e dettagli strutturali di un elemento genetico noto come LINE-1, che si inserisce nel genoma umano ed è implicato in malattie come il cancro, disturbi autoimmuni, neurodegenerazione e persino l’invecchiamento.
La struttura e l’impatto di LINE-1
LINE-1 è descritto nell’articolo come un “parassita genetico antico” con circa 100 copie potenzialmente attive in ogni persona. L’attività di LINE-1 è spesso correlata con la malattia.
Il processo inverso dei retrotrasposoni
A differenza del DNA, che produce RNA e poi proteine, i retrotrasposoni come LINE-1 lavorano al contrario, creando DNA da RNA e poi inserendolo nel genoma. L’enzima necessario per questo processo è chiamato trascrittasi inversa di LINE-1, o LINE-1 RT.
La collaborazione internazionale e le scoperte
Il team includeva ricercatori di istituzioni negli Stati Uniti e in Europa, oltre a partner biotecnologici. Il laboratorio di Götte era l’unico contributore canadese alla ricerca, guidata da investigatori della Harvard Medical School e della compagnia biotecnologica di Boston ROME Therapeutics.
“Le nostre analisi integrate rivelano il funzionamento interno della macchina molecolare che ha scritto quasi metà del genoma umano”, riportano i ricercatori. “Comprendere la struttura e la funzione di LINE-1 è importante sia nell’evoluzione che, sempre più, nella malattia umana.”
Il laboratorio di Götte ha fornito gran parte dei dati biochimici nell’articolo. “Abbiamo espresso e purificato LINE-1 RT in laboratorio e poi fatto esperimenti biochimici per capire come effettivamente sintetizza nuovo DNA da RNA e lo inserisce di nuovo nel genoma”, spiega.
Götte è un esperto di polimerasi e RT — o motori di replicazione — di virus come l’HIV e l’HCV. Ora si concentra su quelli con alto potenziale epidemico come Ebola, Lassa e SARS-CoV-2.
“Abbiamo identificato somiglianze tra la LINE-1 RT e l’HIV-1 RT, ma anche differenze, e ciò ci permetterà di sviluppare farmaci più specifici per questo particolare enzima LINE-1”, afferma Götte.
“È stato un grande sforzo di squadra con biologi strutturali di livello mondiale, ed è per questo che la scienza è assolutamente fantastica”, aggiunge. “Trattamenti efficaci per importanti malattie umane possono essere sviluppati solo con una solida base scientifica.”
