Identification of a novel circular RNA specific to the bovine placenta from the pregnancy-associated glycoprotein gene

La Biblioteca Invisibile e le Piccole Spugne

Immaginate che il vostro corpo sia una città frenetica e che, all'interno di ogni cellula, ci sia una biblioteca massiccia chiamata nucleo. Questa biblioteca custodisce i progetti per costruire tutto ciò che siete, scritti in un linguaggio chiamato DNA. Di solito, quando la città ha bisogno di costruire qualcosa, ne fa una fotocopia del progetto chiamata mRNA. Questa copia è una linea di testo dritta che viene inviata al cantiere edile per costruire una proteina. Ma gli scienziati hanno scoperto un singolare colpo di scena in questa storia: a volte, la cellula prende le estremità di queste copie a linea dritta e le incolla insieme per formare un cerchio perfetto. Questi vengono chiamati RNA circolari (o circRNA). Poiché sono anelli chiusi senza estremità libere, sono super resistenti e non si degradano facilmente come le copie a linea dritta.

Perché qualcuno dovrebbe interessarsi a queste piccole anelli? Beh, all'interno della cellula ci sono anche dei piccoli "cancellatori" chiamati microRNA (miRNA). Questi cancellatori di solito trovano istruzioni specifiche e le cancellano, impedendo la produzione di certe proteine. Ma gli RNA circolari possono agire come spugne. Se un RNA circolare ha la forma giusta, può assorbire questi cancellatori, impedendo loro di cancellare le istruzioni importanti. Ciò significa che la cellula può controllare quanta proteina viene costruita semplicemente avendo più o meno di queste spugne circolari. Questo è un grande passo per capire come funziona la vita, specialmente in luoghi come la placenta, l'organo temporaneo che nutre un bambino mentre cresce all'interno della madre. Gli scienziati vogliono sapere se queste spugne circolari aiutano la placenta a svolgere il suo compito, ma finora non avevamo una buona mappa di cosa galleggia intorno a una placenta di mucca.

Il Segreto dell'Anello della Placenta Bovina

In questo studio, i ricercatori dell'Università di Iwate hanno deciso di fare un'immersione profonda nella placenta bovina durante le prime fasi della gravidanza. Volevano vedere quali tipi di RNA circolari stessero frequentando quel luogo e se ce ne fossero alcuni speciali per la placenta. Pensatelo come scansionare una biblioteca per vedere quali libri ci sono sugli scaffali. Hanno prelevato campioni di tessuto da vacche a circa 6 5 giorni dall'inizio della gravidanza e hanno utilizzato il sequenziamento ad alta tecnologia per trovare ogni singolo RNA circolare possibile.

I risultati sono stati un po' come trovare un forziere pieno di 13.958 diversi RNA circolari! La maggior parte di questi anelli era composta dalle parti di geni che di solito codificano per le proteine, e la loro lunghezza era per lo più compresa tra 300 e 600 lettere. Il team ha selezionato i più popolari per controllare se fossero davvero anelli circolari e non semplici errori. Hanno usato un enzima speciale chiamato RNasi R, che agisce come un tritacarne per le linee dritte ma non riesce a tagliare i cerchi. Come previsto, i geni a linea dritta sono stati triturati, ma quelli circolari sono sopravvissuti, provando che erano effettivamente anelli resistenti.

Tuttavia, quando hanno guardato dove vivevano questi anelli popolari, hanno scoperto qualcosa di un po' noioso: questi anelli erano ovunque. Erano nel fegato, nel cuore, nei polmoni e nei muscoli, proprio come i loro geni genitori. Non erano unici della placenta, quindi probabilmente non erano gli "agenti speciali" che gli scienziati speravano di trovare per la funzione placentare.

L'Unico Anello Speciale

Poi, il team ha trovato un ago in un pagliaio. Cercavano RNA circolari che provenissero da geni noti per essere specifici delle cellule "trofoblastiche" della placenta (le cellule operaie che costruiscono la placenta). Hanno trovato tre candidati, ma due di questi non hanno superato del tutto il test. Uno di essi, bta_circ_2423, era invece quello vero.

Questo specifico RNA circolare proveniva da un gene chiamato PAG4 (Glicoproteina Associata alla Gravidanza 4). I ricercatori hanno dimostrato che era un vero cerchio e, cosa più importante, hanno scoperto che si trova solo nella placenta. Non lo trovereste nel fegato o nella pelle di una mucca; era un residente esclusivo della placenta. Hanno anche monitorato la sua popolarità nel tempo. Era silenzioso nella prima fase della gravidanza, è diventato molto rumoroso e abbondante a metà gravidanza, e poi si è calmato un po' più tardi. Questa tempistica suggerisce che potrebbe fare qualcosa di importante proprio quando il piccolo cresce rapidamente.

L'Effetto Spugna

Quindi, cosa sta facendo questo anello speciale? I ricercatori hanno usato programmi informatici per esaminare la forma di bta_circ_2423 e hanno scoperto che sembra una spugna perfetta per tre specifici microRNA: bta-miR-183, bta-miR-197 e bta-miR-3596.

Se questi microRNA sono i "cancellatori" che impediscono ai geni di funzionare, allora bta_circ_2423 è la spugna che li cattura. Assorbendoli, l'anello potrebbe permettere ad altri geni importanti di rimanere attivi. L'analisi al computer ha suggerito che i geni che questi microRNA controllano di solito sono coinvolti in grandi compiti come il movimento attraverso le membrane cellulari, il metabolismo (come il corpo usa l'energia) e persino il sistema immunitario. Poiché la placenta deve bilanciare il nutrimento del piccolo proteggendolo al contempo dalle infezioni, questa attività da "spugna" potrebbe essere una parte cruciale per mantenere sana la gravidanza.

Cosa Significa Questo

Lo studio non ha dimostrato esattamente come questo anello aiuti la mucca, ma ha sicuramente trovato un nuovo protagonista sul campo. È la prima volta che gli scienziati identificano un RNA circolare che è specifico per la placenta bovina ed è collegato a un gene che funziona solo lì. I ricercatori suggeriscono che questo anello potrebbe aiutare la funzione della placenta agendo come una spugna per i microRNA, ma ammettono che sono necessari ulteriori esperimenti per vedere esattamente come funziona nella realtà. Per ora, sappiamo che la placenta bovina ha un piccolo anello unico e resistente che frequenta solo quel luogo, pronto ad assorbire i messaggi cellulari e forse aiutare un piccolo a crescere.