La materia oscura del DNA
è attiva durante il ciclo giorno-notte, nel cervello

Lunghi tratti di dna una volta considerati materia oscura inerte, sembrano attivi in modo particolare in una parte del cervello che controlla il ciclo di 24 ore del corpo, secondo dei ricercatori presso il National Institutes of Health (USA). Lavorando su del materiale cerebrale di ratto, i ricercatori hanno scoperto alcuni tratti di DNA che contengono l'informazione che genera molecole biologicamente attive. I livelli di queste molecole si alzano e abbassano, in sincronia con i cicli di 24 ore di luce e oscurità. L'attività di alcune delle molecole raggiunge il picco di notte e diminuisce durante il giorno, mentre la restante ha il picco durante il giorno e diminuisce la notte. Il materiale viene dalla struttura del cervello conosciuta come ghiandola pineale.

Localizzata al centro del cervello umano, la ghiandola pineale aiuta la regolazione delle risposte corporee ai cicli diurni e notturni, spiegano i ricercatori. Di sera e di notte, la ghiandola pineale incrementa la produzione di melatonina, un ormone che sincronizza i ritmi del corpo col ciclo di luce e oscurità. In molte specie, la ghiandola pineale gioca anche un ruolo nei comportamenti associati alle stagioni, come l'ibernazione e l'accoppiamento e anche nella maturazione sessuale. Il materiale biologico attivo che deriva dal dna della ghiandola pineale, è detto lungo RNA noncodificante (lncRNA). Il lncRNA è distinto dal meglio conosciuto RNA messaggero (mRNA), che serve come una specie di modello per la traduzione dell'informazione contenuta nel DNA per le proteine da produrre. Il lncRNA sembra invece coinvolto nell'attivazione, nel blocco o nell'alterazione dell'attività dei geni o nell'influenzamento della funzione delle proteine o agisce come supporto per l'organizzazione dei complessi delle proteine. L'uso dei ricercatori dei metodi di sequenziamento di prossima generazione, ha rilevato l'attività del lncRNA in aggiunta al mRNA al quale miravano in precedenza, cosa che li ha aiutati nella scoperta.

"Questi lncRNA vengono da aree del genoma che pensavamo essere silenziose", ha detto l'autore principale David Klein, Ph.D., capo della Sezione di Neuroendocrinologia presso l'Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health and Human Development (NICHD) del NIH, per molta della ricerca condotta. "Invece la ricerca corrente rende inequivocabile che la capacità di trasporto di informazione del genoma è molto superiore di quanto realizzavamo in precedenza."

Lo studio è stato una collaborazione tra il Dr.Klein e i colleghi presso il NICHD, il National Human Genome Research Institute (NHGRI), il NIH Intramural Sequencing Center, amministrato dal NHGRI e il Center for Information Technology. In aggiunta, i ricercatori del King's College London, l'Università di Copenhagen, in Danimarca, la compagnia Genomatix Software, a Monaco. Le loro scoperte appaiono online su Proceedings of the National Academy of Sciences. Per condurre le loro analisi, i ricercatori hanno esaminato RNA dalle ghiandole pineali di ratti esposti a cicli di 14 ore di luce e 10 ore di oscurità. I ricercatori hanno identificato 112 lncRNA con cicli di 24 ore. Per circa il 60% di questi lncRNA, il DNA dei ratti ha prodotto il doppio di molecole lncRNA di notte rispetto al giorno. Inoltre, circa il 90% del lncRNA è stato prodotto in quantità molto superiori nella ghiandola pineale rispetto ad altri tessuti del corpo, molti dei quali non mostrano livelli riscontrabili di questi lncRNA.

I ricercatori hanno anche disturbato il ciclo naturale giorno-notte dei ratti accendendo una luce durante il tipico periodo notturno. In 30 minuti di luce, molti degli lncRNA sono diminuiti della metà. Il ruolo degli lncRNA della ghiandola pineale non è chiaro, tuttavia mostrano schemi circadiani di attività. Il Dr.Klein ha precedentemente documentato centinaia di geni nella ghiandola pineale con consistenti cicli d'attività giorno-notte. "I lncRNA mostrano tale forte attività e ovviamente hanno qualcosa da dirci sulla biologia dei ritmi corporei giornalieri", ha affermato il Dr.Klein. "Stiamo solo iniziando a comprendere come la ghiandola pineale aiuti a mantenere i ritmi corporei delle 24 ore".

Tradotto da Richard per Altrogiornale.org

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