Il progetto POLARIS esplora il codice della stabilità dell’mRNA

Human Technopole ha ottenuto un Consolidator Grant da 1,35 milioni di euro dal Fondo Italiano per la Scienza (FIS3) per studiare come le cellule controllano la stabilità degli RNA messaggeri. Il finanziamento sosterrà il progetto POLARIS, guidato dal Legnini Group, con l’obiettivo di svelare i principi molecolari che regolano la sintesi e il controllo delle code poli(A), una caratteristica chiave che determina per quanto tempo le molecole di mRNA sopravvivono e funzionano all’interno delle cellule.

Quasi tutti gli RNA messaggeri eucariotici possiedono all’estremità una sequenza di nucleotidi di adenosina ripetuti, nota come coda poli(A). Questa struttura svolge un ruolo centrale nell’espressione genica: aiuta le molecole di mRNA a produrre proteine e le protegge dalla degradazione. Tuttavia, la sua lunghezza varia notevolmente e funziona come un timer molecolare che determina per quanto tempo un mRNA rimane attivo. Nonostante la sua importanza, i meccanismi che stabiliscono e regolano la lunghezza della coda poli(A) sono ancora poco compresi.

Il progetto POLARIS – Mechanisms and Regulatory Principles of Poly(A) Tails in the Control of mRNA Metabolism affronterà questa lacuna studiando come vengono sintetizzate le code poli(A), come viene controllata la loro lunghezza e in che modo questo processo influisce sulla stabilità dell’mRNA, con conseguenze su funzioni cellulari più ampie come proliferazione e differenziamento. Collegando i meccanismi biochimici alla funzione cellulare, il progetto mira a costruire una comprensione sistematica di come l’espressione genica venga regolata a livello di RNA.

“Il controllo della lunghezza delle code è centrale per l’espressione genica e il metabolismo dell’RNA, ma non abbiamo ancora una comprensione chiara di come venga regolato“, afferma Ivano Legnini, Group Leader presso il Genomics Research Centre di Human Technopole. “Combinando tecnologie di sequenziamento innovative con modelli computazionali, vogliamo scoprire la logica molecolare che governa le code poli(A) e capire come questo controllo plasmi le funzioni cellulari“.

Per affrontare queste domande, la ricerca integrerà approcci biochimici e genetici con tecnologie avanzate di sequenziamento in grado di misurare le code poli(A) ad alta risoluzione. Questi metodi sperimentali saranno combinati con modellazione computazionale e strumenti di intelligenza artificiale progettati per identificare le caratteristiche di sequenza che influenzano la stabilità dell’mRNA. Insieme, questi approcci aiuteranno a decifrare il codice regolatorio che determina come le code poli(A) vengano sintetizzate, accorciate o allungate nel tempo.

Il progetto beneficerà dell’ambiente interdisciplinare di Human Technopole e delle sue infrastrutture di ricerca condivise, con contributi fondamentali dalle Piattaforme Nazionali di Biologia Strutturale, Genomica, Editing Genomico e Modelli di Malattia e Microscopia Ottica. Una collaborazione chiave con il Florian Jug Group, nell’ambito del Scientific AI Flagship research programme, supporterà lo sviluppo di approcci di deep learning per interpretare il codice regolatorio che governa il controllo della lunghezza delle code poli(A) e la stabilità dell’RNA.

Svelando come le code poli(A) regolano la stabilità delle molecole di mRNA, POLARIS mira a stabilire un nuovo quadro concettuale per comprendere il metabolismo dell’RNA. Queste conoscenze potrebbero in futuro contribuire allo sviluppo di tecnologie basate sull’RNA, tra cui vaccini a mRNA e terapie a RNA. Nell’ambito della più ampia missione di Human Technopole, che consiste nell’indagare i sistemi biologici a diverse scale e tradurre le scoperte fondamentali in progressi per la medicina, il progetto mostra come la ricerca di base possa aprire nuove strade per migliorare la salute umana.

Il progetto POLARIS è finanziato dal Ministero dell’Università e della Ricerca (MUR) nell’ambito del programma FIS3 – Fondo Italiano della Scienza (FIS-2024-04993, CUP B53C25003890001).

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