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Cellule staminali: una importante scoperta italo-giapponese (12/06/2014)

Erano sempre stati considerati una sorta di spazzatura genetica ma in realtà erano elementi simbiotici che lavorano in stretta collaborazione con altri geni per mantenere le cellule embrionali e quelle pluripotenti indotte nel loro stato indifferenziato.

Un processo fondamentale in biologia è rappresentato dalla trascrizione dei geni in diversi tipi di RNA. Molti RNA codificano proteine essenziali per il funzionamento cellulare.
Tuttavia, nei mammiferi, l'insieme dei geni trascritti, il trascrittoma, contiene anche diversi RNA non codificanti, molti dei quali sono derivati da sequenze di DNA autoreplicatesi note come retrotrasposoni, che stanno intorno al genoma.
Normalmente sono stati considerati riempitivo genetico, ma le funzioni biologiche dei retrotrasposoni e delle relative trascrizioni è rimasto largamente sconosciuto, specialmente nella cellule staminali dei mammiferi.

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Al microscopio a fluorescenza immagini delle cellule staminali embrionali dei topi (a sinistra) e cellule staminali pluripotenti indotte (a destra) mostrano l'espressione di un marcatore chiave della pluripotenza delle cellule staminali (in verde). © 2014 Alexandre Fort, RIKEN Center for Life Science Technologies

Piero Carninci, Alexandre Fort, Kosuke Hashimoto con i colleghi del RIKEN Center for Life Science Technologies e del RIKEN Center for Integrative Medical Sciences hanno condotto una ricerca i cui risultati hanno mostrato che un certo numero di trascrizioni derivate da retrotrasposoni sono coinvolte nel mantenimento dello stato indifferenziato o pluripotente delle cellule staminali.

I retrotrasposoni possono produrre rapidamente copie di se stessi nel genoma e sono responsabili degli avanzamenti evolutivi nelle dimensioni del genoma, così come nell'introduzioni di variazioni genetiche.
Tra i diversi tipi i retrotrasposoni LTR condividono alcune caratteristiche con i retrovirus, portando molti scienziati a considerarli come resti inattivi di antiche invasioni virali incorporate nel genoma ospite nel corso dell'evoluzione.

Per comprendere meglio l'aspetto non codificante del trascrittoma delle cellule staminali, il gruppo di Piero Carninci ha realizzato una profilazione profonda dei trascrittomi trascrittomi nucleari e citoplasmatici da un gruppo rappresentativo di linee di cellule staminali umane e di topo, comprese cellule staminali embrionali e pluripotenti indotte.

I ricercatori hanno scoperto che un importante gruppo di Non-annotated stem transcripts (NASTs) avevano origine nei retrotrasposoni LTR.

La manipolazione di quattro NAST associati ad LTR ha indotto la differenziazione di cellule pluripotenti iPS. La scoperta induce a ritenere che i retrotrasposoni LTR e le relative trascrizioni siano probabilmente coinvolte nel mantenimento della pluripotenza.

Il lavoro di Carninci è appena iniziato, certo quanto emerso è piuttosto diverso da quanto si trova sui libri di testo.

Per saperne di più sulle cellule staminali...

Per saperne di più
Fort, A., Hashimoto, K., Yamada, D., Salimullah, M., Keya, C. A., Saxena, A., Bonetti, A., Voineagu, I., Bertin, N., Kratz, A. et al. Deep transcriptome profiling of mammalian stem cells supports a regulatory role for retrotransposons in pluripotency maintenance. Nature Genetics 46, 558–566. doi: 10.1038/ng.2965

Riken Research

Marco Dal Negro

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