Quando i geni decidono di cambiare casa
Immagina di svegliarti una mattina e trovare i tuoi mobili in un appartamento diverso. Senza che tu li abbia mossi. Succede? Ovviamente no.
Però dentro le cellule succede eccome.
I biologi chiamano questi geni viaggiatori "trasposoni" o "geni saltellanti". Li troviamo ovunque: nei batteri, nelle piante, negli animali, negli esseri umani. Si spostano dentro una stessa cellula, e ogni tanto le regalano nuove caratteristiche. È uno dei modi in cui la vita si adatta e resta interessante.
Fin qui, nulla di troppo strano. È come spostare un mobile da una stanza all'altra della stessa casa.
Ma cosa succede se un gene vuole trasferirsi in un altro edificio? Magari in un quartiere completamente diverso?
La scena del crimine
Un gruppo di ricercatori studiava una comunità di microrganismi che producono metano. Semplice biogas, roba nota.
In mezzo a loro si nascondeva un batterio predatore, il Candidatus Velamenicoccus archaeovorus. Un piccolo killer microscopico che cacciava altri microrganismi — proprio quelli che trasformano composti d'arancia in metano.
Gli scienziati hanno notato qualcosa di strano: cellule morte dentro i filamenti di Methanothrix soehngenii, uno dei più importanti produttori di metano del pianeta. Cellule con segni di attacco.
Sospetti.
La caccia alle prove
I ricercatori hanno iniziato a cercare tracce del predatore dentro la preda. E dentro il genoma del Ca. Velamenicoccus archaeovorus hanno trovato qualcosa di interessante: un introne che funziona come gene saltellante.
Questo è il momento in cui diventa tutto più affascinante.
Gli introni sono pezzi di RNA che normalmente restano dentro la cellula. Non li avevano mai rilevati all'esterno. Ma questi scienziati avevano sviluppato metodi abbastanza sensibili da trovare persino tracce minuscole di RNA dentro cellule batteriche.
Usando speciali sonde per acidi nucleici, hanno creato immagini microscopiche. E lì c'era: RNA dell'introne presente sia nelle cellule vive del predatore che in quelle morte della preda.
L'introne era stato colto in flagrante mentre cercava di saltare e riprodursi. Peccato che, nel momento del balzo, il predatore avesse già ucciso il nuovo ospite. Risultato: un trasferimento in una casa vuota. Piuttosto sfortunato.
L'arma segreta: la forma circolare
Resta una domanda. Come ha fatto questo RNA a sopravvivere abbastanza a lungo da completare il viaggio?
Gli RNA sono fragili. Funzionano come messaggeri nelle cellule, portano istruzioni dal DNA alla fabbrica di proteine. Ma vengono degradati rapidamente, partendo dalle estremità esposte.
Le cellule morte quasi mai contengono RNA per questo motivo.
Allora come ha fatto questo introne RNA a cavarsela?
La risposta è semplice: è circolare.
L'introne RNA forma una molecola a anello, senza estremità aperte. Questa struttura lo protegge dagli enzimi che altrimenti lo trincerebbero. Niente code esposte, niente degradazione facile. Non male per qualcosa che non ha nemmeno un cervello.
Cosa significa per noi
Jens Harder, il ricercatore dietro questa scoperta, ha fatto notare una cosa interessante: le molecole di RNA circolare non sono solo affare dei microbi. Esistono anche negli esseri umani e influenzano molti processi metabolici. Gli scienziati stanno studiando il loro ruolo nello sviluppo dei tumori.
E c'è dell'altro: alcuni RNA circolari sono già utilizzati nei vaccini a RNA. Compresi quelli contro il COVID-19 e alcuni tipi di cancro.
Quindi la prossima volta che senti parlare di vaccini a RNA o ricerca sul cancro, potresti star sentendo parlare dell'eredità di minuscoli viaggiatori genetici che hanno imparato a sopravvivere girando in tondo.
Questo studio apre possibilità interessanti per capire come le informazioni genetiche si muovono tra le specie — non solo dentro di esse. È un promemoria che nel mondo microscopico le regole della biologia possono essere sorprendentemente flessibili. E la natura trova sempre soluzioni creative.