I ricercatori del Cnr-Imm e dell’Università di Bologna hanno messo in evidenza un collegamento tra i cosiddetti codici circolari – che permettono di leggere sequenze di parole senza bisogno di segnali di inizio e fine parola – e i livelli di sintesi delle proteine negli organismi viventi. Interessanti le prospettive per applicazioni nel campo della bioinformatica e delle biotecnologie
D’altra parte, la definizione parla chiaro: lavorare nel mondo delle biotecnologie significa guardare ai sistemi biologici e, a partire da questi, sviluppare nuovi prodotti e processi che possano migliorare la società in cui viviamo.
E va da sé che, per riuscire nell’intento, è fondamentale conoscere le regole del gioco, chiarire cioè i meccanismi profondi che regolano gli organismi viventi mediante i quali vogliamo dare inizio al cambiamento.
Da oggi, grazie a un gruppo di studiosi dell’Istituto per la microelettronica e i microsistemi del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Imm) e dei dipartimenti di Scienze Statistiche e di Farmacia e Biotecnologie dell’Università di Bologna, questi sistemi ancora in parte da chiarire sono però meno oscuri.
Quel che sapevamo già è che il codice genetico, vale a dire il complesso di regole che guida la traduzione delle informazioni contenute nel patrimonio genetico in proteine effettrici di tali informazioni, è pressoché universale per tutti gli organismi viventi e si serve di un numero di combinazioni di lettere di gran lunga superiore rispetto alle possibili traduzioni previste.
Ciascun amminoacido, unità fondamentale nella costruzione delle proteine, può essere infatti codificato da più composizioni differenti delle lettere presenti sul Dna, lette sempre a tre a tre.
Quel che lasciava ancora qualche punto di domanda agli esperti, tuttavia, era se all’interno di questa asimmetria del codice genetico vi erano dei principi teorici che regolassero una diversa efficienza nella traduzione (e quindi nella sintesi) delle proteine.
Una possibile risposta, come dicevamo, è finalmente arrivata e ha a che fare con il fatto che il codice genetico viene letto in realtà senza alcuna punteggiatura.
L’importanza dei risultati presentati in questo studio ricade proprio nell’aver identificato un collegamento tra i cosiddetti codici circolari (codici che permettono l’identificazione del corretto frame di lettura, ovvero, consentono di leggere correttamente sequenze di parole concatenate fra loro senza bisogno di segnali di inizio e fine parola) e i livelli di sintesi delle proteine.
Aspetto che, se adeguatamente approfondito, potrebbe condurre all’ottimizzazione di sequenze genomiche per le applicazioni biotecnologiche più disparate.
“Questa ricerca, frutto della collaborazione più che decennale tra il Cnr-Imm e l’Università di Bologna, ha identificato per la prima volta proprietà universali (indipendenti dall’organismo considerato) suggerite dalla teoria dei gruppi di simmetria su cui si basano i codici circolari. Sorprendentemente, le proprietà universali identificate sono correlate con l’efficienza della sintesi delle proteine, misurata attraverso tecniche sofisticate di biologia molecolare” dichiara Diego Gonzalez del Cnr-Imm.
Non mancano, chiaramente, nemmeno le applicazioni correlate all’argomento del momento: queste conoscenze, applicate a Sars-CoV-2, aiuteranno a comprendere se il genoma virale presenta una ottimizzazione dei codoni (i gruppi di tre basi azotate che identificano l’aminoacido che viene incorporato alla proteina nascente) che favorisca la sintesi proteica virale, a discapito di quella dell’ospite.
Risultati che, anche in virtù del loro carattere universale, abbracciano con le loro possibili implicazioni l’intero settore delle biotecnologie, a partire dall’aspetto produttivo e delle rese di processo fino, appunto, alla dimensione più puramente scientifica e sanitaria; risultati, soprattutto, che ci avviano lungo una strada che corre dritta verso traguardi ai quali siamo molto curiosi di assistere in futuro.
(testo redatto da Loris Savino)
