Nuova tecnica svela il comportamento dell'RNA nelle cellule vive

L'RNA, o acido ribonucleico, gioca un ruolo fondamentale nel modo in cui le nostre cellule creano proteine e controllano l'attività dei geni. Non si tratta solo della sequenza di RNA, ma anche di come e dove si muove nella cellula che influisce sulla sua funzione. L'RNA interagisce con proteine e altri componenti cellulari in posti e momenti specifici, ed è essenziale per il suo lavoro.

Ad esempio, una proteina chiamata ZBP1 aiuta a trasportare un certo tipo di RNA (mRNA β-actin) dal nucleo (dove sono conservati i geni) alla parte anteriore di una cellula chiamata leading edge. Un'altra proteina, EF1α, tiene questi molecole di RNA ferme al bordo della cellula in modo che possano essere usate per creare proteine proprio dove servono.

#Metodi attuali di studio dell'RNA

Gli scienziati hanno sviluppato metodi per osservare l'RNA in tempo reale all'interno delle cellule vive. Tuttavia, molti di questi metodi prevedono di aggiungere sequenze all'RNA, il che può richiedere molto tempo e potrebbe cambiare il comportamento dell'RNA. Alcune tecniche possono studiare solo un sacco di RNA alla volta, limitando ciò che si può apprendere su singoli molecole di RNA. Altri metodi possono dare segnali di fondo eccessivi, rendendo difficile vedere cosa sta succedendo.

#Introduzione di SmLiveFISH

Qui introduciamo una nuova tecnica chiamata smLiveFISH. Questo metodo consente agli scienziati di vedere singole molecole di RNA nelle cellule vive senza cambiarle. Utilizza un sistema basato su CRISPR che può attaccarsi all'RNA e tracciarlo mentre si muove all'interno della cellula. Usando questo metodo, i ricercatori possono studiare tipi specifici di RNA in diverse tipologie cellulari.

#Come funziona SmLiveFISH

SmLiveFISH utilizza un sistema di DNA e RNA per etichettare l'RNA nella cellula. Questo sistema può essere sintonizzato per mirare a molecole di RNA specifiche. Quando le cellule vengono trattate con questo sistema, producono proteine che si collegano all'RNA. Queste proteine possono attaccarsi a diverse parti dell'RNA senza cambiarlo, consentendo agli scienziati di tracciare i movimenti dell'RNA.

In test iniziali, gli scienziati hanno analizzato l'mRNA NOTCH2, che codifica per una proteina che si trova sulla superficie delle cellule, e l'mRNA MAP1B, che aiuta con la struttura delle cellule nervose. Hanno scoperto che l'mRNA NOTCH2 si comporta in due modi diversi. Alcune molecole sono molto stabili, mentre altre si muovono rapidamente. Questo movimento dipende dal fatto che l'RNA sia legato ai processi di produzione di proteine nella cellula.

#Osservare i movimenti dell'mRNA NOTCH2

Gli scienziati volevano anche vedere come si muove l'mRNA NOTCH2 all'interno delle cellule. Hanno scoperto due gruppi di mRNA NOTCH2 basati sulle loro velocità di movimento. Alcuni sono lenti mentre altri sono veloci. Quando hanno fermato la produzione di proteine usando un farmaco, l'RNA a movimento lento è diminuito rapidamente, mostrando che questo comportamento dipende dal fatto che le proteine vengano prodotte.

Hanno usato una nuova tecnica per misurare come si muovono le molecole di RNA in tempo reale, e hanno visto che fermare la produzione di proteine cambiava il comportamento dell'mRNA NOTCH2.

#Indagare l'mRNA MAP1B

Successivamente, i ricercatori hanno esaminato l'mRNA MAP1B per vedere se si comporta in modo diverso. Hanno scoperto che l'mRNA MAP1B tende a muoversi verso il bordo della cellula in linee dritte, a differenza dell'mRNA NOTCH2. Questo movimento diretto suggerisce che mentre l'mRNA NOTCH2 è stabile e si trova principalmente vicino al nucleo, l'mRNA MAP1B si muove verso il bordo della cellula, probabilmente per aiutare con la struttura della cellula.

Utilizzando smLiveFISH, gli scienziati hanno misurato quanto è lontano l'mRNA MAP1B dal nucleo e dal bordo della cellula. Hanno confermato che l'mRNA MAP1B è spesso vicino alla parte esterna della cellula.

#L'impatto dell'inibizione della Traduzione

Per capire come la produzione di proteine influisce sull'mRNA MAP1B, i ricercatori hanno trattato le cellule con un farmaco che ferma la traduzione. Anche quando la traduzione è stata inibita, l'mRNA MAP1B continuava a muoversi verso il bordo della cellula. Interessante, questo trattamento sembrava far muovere l'mRNA MAP1B un po' più velocemente.

Tuttavia, quando l'mRNA MAP1B raggiungeva il bordo della cellula, il suo movimento rallentava, mostrando che quest'RNA può ancora funzionare normalmente anche quando la produzione di proteine è fermata. Alcuni dell'mRNA hanno anche formato gruppi dopo il trattamento, indicando cambiamenti nel modo in cui vengono gestiti all'interno della cellula.

#SmLiveFISH: un nuovo strumento per comprendere l'RNA

SmLiveFISH è uno strumento potente per studiare l'RNA nelle cellule vive. Questo metodo consente di tracciare l'RNA in tempo reale senza alterarlo e può essere usato per esplorare come l'RNA si comporta in diverse condizioni, come durante la produzione di proteine. Gli scienziati possono utilizzare questa tecnica per osservare vari tipi di RNA in molteplici situazioni, rendendolo uno strumento versatile nel campo della biologia.

#Applicazioni di SmLiveFISH

SmLiveFISH può aiutare i ricercatori a comprendere vari processi biologici. Ad esempio, può essere usato per studiare come l'RNA si comporta in diverse malattie. Capire come funziona il trasporto dell'RNA potrebbe portare a intuizioni su condizioni come i disturbi neurodegenerativi, dove spesso ci sono mutazioni nelle proteine che legano l'RNA.

Inoltre, la possibilità di vedere come si muove l'RNA in risposta a trattamenti o in diverse tipologie cellulari può fornire conoscenze critiche sul suo ruolo nella salute e nella malattia.

#Conclusione

Con smLiveFISH, i ricercatori hanno un nuovo metodo per visualizzare e comprendere la dinamica dell'RNA nelle cellule vive. Questo approccio fa luce su come l'RNA viene trasportato e gestito in aree specifiche della cellula, rivelando importanti funzioni dell'RNA che prima erano oscurate negli studi su cellule fisse.

Man mano che gli scienziati continuano a esplorare il mondo dell'RNA e dei suoi ruoli, smLiveFISH diventerà probabilmente uno strumento essenziale per svelare nuove scoperte nella biologia cellulare e nella medicina. Le intuizioni ottenute da questo metodo possono plasmare la nostra comprensione dei processi fondamentali e aiutare ad affrontare le malattie legate alla disfunzione dell'RNA.