I colori delle ali delle farfalle? Una questione di IncRNA

Su PNAS uno studio internazionale cui partecipa l’Università di Parma con il genetista Riccardo Papa. Per la prima volta si dimostra direttamente la funzione di regolazione genetica di una molecola di RNA non codificante nella evoluzione di tratti morfologici sotto pressione selettiva

PARMA – A cosa è dovuta la varietà di strisce e colori che le farfalle sfoggiano sulle loro ali? Una ricerca internazionale appena pubblicata su “Proceedings of the National Academy of Sciences” – PNAS sembra avere trovato una risposta, ed è una risposta che apre prospettive importanti negli studi del processo evolutivo. Questo studio, pubblicato il 3 settembre 2024, rivela come un meccanismo genetico inaspettato influenzi l’evoluzione della colorazione delle ali delle farfalle.

La pubblicazione (A long non-coding RNA at the cortex locus controls adaptive coloration in butterflies) è il risultato di una collaborazione internazionale fra Atenei di Stati Uniti, Regno Unito, Puerto Rico e Italia. L’Italia è rappresentata dall’Università di Parma e nello specifico da Riccardo Papa, docente di Genetica al Dipartimento di Scienze Chimiche, della Vita e della Sostenibilità Ambientale.

L’articolo è stato anche scelto come cover della rivista PNAS per il mese di settembre.

Lo studio è incentrato sugli RNA lunghi non codificanti (lncRNA), che rappresentano una categoria emergente di modulatori genetici all’interno del genoma ma che finora erano stati trascurati come fonte di diversità fenotipica, e svela il ruolo fondamentale di un lncRNA nel regolare le transizioni di colore durante lo sviluppo delle ali delle farfalle. Mentre è assodato da tempo che geni che codificano per alcune categorie di proteine sono cruciali per processi morfologici dello sviluppo, ancora molto poco si conosce sul ruolo degli lncRNAs.

Nello sviluppo del colore nelle ali delle farfalle l’attenzione si è sempre incentrata su geni come i fattori di trascrizione, morfogeni e regolatori del ciclo cellulare, i quali possono determinare quando e dove una specifica scaglia deve generare un particolare pigmento. Sorprendentemente il gruppo di ricercatori di questo articolo ha scoperto che un gene che produce una molecola di RNA — non una proteina — controlla dove vengono prodotti i pigmenti scuri nelle ali delle farfalle. Utilizzando la tecnica di modifica genetica CRISPR, i ricercatori hanno dimostrato che quando si rimuove il gene che produce la molecola di RNA, le farfalle perdono completamente le squame pigmentate di nero, mostrando un chiaro legame tra l’attività dell’RNA e lo sviluppo del pigmento scuro.

L’aspetto più rilevante è che questo articolo è il primo a dimostrare direttamente la funzione di regolazione genetica di una molecola di RNA non codificante e la sua valenza a livello evolutivo. L’importanza di queste molecole di RNA che non vengono tradotte in proteine (non coding appunto) era già stata messa in evidenza negli ultimi 5 anni, ma ancora mancavano testimonianze reali della loro funzione regolatrice: nell’articolo pubblicato su PNAS si dimostra, con tecniche genomiche e di editing genetico, che un long non-coding RNA controlla durante lo sviluppo la morfologia nel colore delle farfalle. Questo chiaramente avvalora senza dubbi quanto era stato ipotizzato da tempo sulla possibile funzione di RNA non codificanti nello sviluppo di caratteri morfologici, evidenzia l’influenza significativa degli lncRNA nella regolazione dello sviluppo e sottolinea anche il loro potenziale come “attori genetici chiave” nel processo evolutivo.