DNA e ghiandola pineale: affascinanti connessioni

Lunghi tratti di dna una volta considerati “DNA spazzatura”, sembrano invece avere un ruolo attivo in una parte del cervello che controlla il ciclo di 24 ore del corpo A sostenerlo dei ricercatori del 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 variano seguendo i ritmi circadiani, i cicli di 24 ore di alternanza tra luce ed 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.

La ghiandola pineale, localizzata al centro del cervello, aiuta la regolazione delle risposte corporee ai cicli diurni e notturni, spiegano i ricercatori. 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). Questo particolare tipo di RNA sembra essere coinvolto nell’attivazione, nel blocco o nell’alterazione dell’attività dei geni. Alcuni ricercatori sostengono addirittura che l’IncRNA possa anche avere un ruolo nell’influenzare la funzione delle proteine.

“Questi lncRNA vengono da aree del genoma che pensavamo essere silenziose – afferma 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 – invece la ricerca corrente rende inequivocabile che la capacità di trasporto di informazione del genoma è molto superiore di quanto realizzavamo in precedenza”.

Queste ricerche sono state svolte attraverso una collaborazione multicentrica coordinata dal Dr.Klein a ha visto coinvolti altri centri come il National Human Genome Research Institute (NHGRI), il NIH Intramural Sequencing Center e il Center for Information Technology. A questi si sono aggiunti in una seconda fase i ricercatori del King’s College London, l’Università di Copenhagen, in Danimarca, la compagnia Genomatix Software, a Monaco.

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. “Stiamo solo iniziando a comprendere come la ghiandola pineale aiuti a mantenere i ritmi corporei delle 24 ore” riconrda nel suo commento conclusivo il dott. Klein.