Immaginate di dover comprendere le regole, le tempistiche e i movimenti di una elaborata coreografia teatrale avendo a disposizione soltanto tre o quattro fotografie scattate in momenti diversi dello spettacolo. Complicato, no? È più o meno lo scenario in cui si sono trovati, per anni, i biologi strutturali che studiavano il cosiddetto spliceosoma, (orribile) parola che descrive una delle macchine molecolari più complesse e dinamiche delle cellule eucariotiche, il cui compito è quello di “tagliare e cucire” (splicing, per l’appunto) l’rna, eliminando le porzioni “inutili” (i cosiddetti introni) e incollando insieme solo quelle “corrette” per la codifica delle proteine (gli esoni). Fino a questo momento, infatti, la comunità scientifica aveva a disposizione soltanto delle mappe tridimensionali estremamente dettagliate ma statiche dello spliceosoma, limitate a “istantanee” di specifiche fasi del processo; oggi, però, un gruppo internazionale di scienziati guidato dall’Istituto Italiano di Tecnologia (Iit) in collaborazione con l’Università di Uppsala e AstraZeneca è riuscito, mediante simulazioni al supercomputer, a ricostruire ciò che avviene “durante” il processo, ricreando in un ambiente virtuale le dinamiche di questo colossale complesso macromolecolare. I risultati dello studio, pubblicato sulla rivista Pnas da Gianfranco Martino, Jacopo Manigrasso, Giuseppina La Sala, Marco Marcia e Marco De Vivo, gettano le basi per il possibile sviluppo di nuovi farmaci per il trattamento di malattie legate al malfunzionamento dello splicing, tra cui alcuni tipi di tumore o alcuni disturbi neurodegenerativi.
Un sarto-montatore per l’rna
Come anticipavamo, lo splicing è un processo essenziale per la vita di eucarioti, funghi e perfino batteri: serve a fare in modo che le istruzioni contenute nel dna, una volta trascritte nell’rna, vengano tradotte correttamente nella sintesi delle proteine. Il meccanismo di trascrizione, però, necessita di vari “aggiustamenti”: appena trascritto, infatti, l’rna messaggero è come la pellicola grezza di un film prima del montaggio – contiene scene inutili, doppioni, ciak scartati – e va perciò “ripulito”. È proprio in questo momento che entra in scena lo spliceosoma, il montatore, che siede alla moviola e opera un taglia e cuci per eliminare le sequenze inutili e restituire un filamento “pulito” e pienamente funzionale. Un concetto semplice ed elegante, che funziona grazie a ingranaggi biochimici estremamente precisi, raffinati e complessi. “Il meccanismo dello spliceosoma – ci ha raccontato De Vivo, direttore associato all’Iit e principal investigator al Laboratory of Molecular Modelling and Drug Discovery dell’istituto – è davvero impressionante. Ha una complessità incredibile e funziona come un orologio svizzero: l’idea è che se riusciamo a comprendere nel dettaglio le dinamiche di tutti gli ingranaggi di questo orologio possiamo anche capire come modificarlo o ripararlo nel caso di malfunzionamenti”. Per riuscire a farlo, è necessario però “aprire” l’orologio e analizzare come si muovono molle e ingranaggi: ed è proprio su questo che si è concentrato il gruppo di De Vivo.
