Lo splicing alternativo è un meccanismo di elaborazione dell’RNA coinvolto nello sviluppo e nella patologia del muscolo scheletrico. Le malattie muscolari mostrano alterazioni dello splicing e cambiamenti nella meccanobiologia che ci portano a studiare l’interconnessione tra le forze meccaniche e l’elaborazione dell’RNA. Abbiamo eseguito un sequenziamento profondo dell’RNA dopo aver allungato le cellule muscolari.
“In primo luogo,” – riportano gli scienziati nello studio – “abbiamo scoperto cambiamenti trascrizionali nei geni che codificano per proteine coinvolte nella funzione muscolare e nella trascrizione. In secondo luogo, abbiamo osservato che numerosi geni meccanosensibili facevano parte del percorso MAPK che veniva attivato in risposta allo stretching. In terzo luogo, abbiamo rivelato che l’allungamento delle cellule muscolari scheletriche ha aumentato la proporzione di esoni a cassetta impiombati alternativamente e la loro inclusione. Il quarto, abbiamo dimostrato che le proteine ricche di serina e arginina hanno mostrato cambiamenti trascrizionali più forti rispetto ad altre proteine leganti l’RNA e che la fosforilazione di SRSF4 è meccanosensibile. Identificare SRSF4 come una proteina legante l’RNA meccanosensibile che potrebbe contribuire alla diafonia tra meccanotrasduzione, trascrizione e splicing potrebbe potenzialmente rivelare nuove intuizioni sulle malattie muscolari, in particolare quelle con eziologie sconosciute”.
“Nello studio, indaghiamo in che modo lo stretching delle cellule muscolari scheletriche influisce sui programmi di splicing alternativo globale e espressione genica utilizzando il sequenziamento dell’RNA profondo (RNA-seq). Abbiamo scoperto che lo stretching meccanico induce ampi cambiamenti trascrizionali nei geni che codificano per le proteine coinvolte nella trascrizione, nella differenziazione delle cellule muscolari e nella via della proteina chinasi attivata dal mitogeno (MAPK). Inoltre, lo stretching promuove alterazioni nello splicing degli esoni della cassetta e favorisce l’inclusione dell’esone rispetto al salto. Questa evidenza suggerisce che le proteine leganti l’RNA (RBP) potrebbero svolgere un ruolo nell’indurre quei cambiamenti di splicing in risposta allo stiramento cellulare“.
“Questi studi hanno presentato conclusioni contrastanti con alcuni affermando che lo stretching induce la proliferazione delle cellule muscolari e altri proponendo che lo stretching promuove la differenziazione delle cellule muscolari. Abbiamo osservato sia la sovraregolazione che la sottoregolazione di specifici fattori di trascrizione della differenziazione nei mioblasti. La miogenina è un fattore chiave della miogenesi ed è stata sottoregolata dopo lo stretching. Il proto-oncogene FOS è un regolatore negativo della miogenina ed è stato fortemente sovraregolato dopo 1 ora di allungamento cellulare. Questa sovraregolazione suggerisce che il FOS sottoregola l’espressione della miogenina per prevenire la differenziazione delle cellule muscolari. Al contrario, la risposta di crescita precoce del fattore di trascrizione 1 (EGR1) è un regolatore positivo della miogenina 44 e l’mRNA di Egr1 è stato sovraregolato dopo lo stretching nel nostro studio. Dal momento che Egr1L’mRNA è sovraregolato durante lo stiramento senza un corrispondente aumento dell’espressione della miogenina, questo suggerisce che il FOS sottoregola l’espressione della miogenina per prevenire la differenziazione dei mioblasti in risposta allo stiramento cellulare. Precedenti studi hanno stabilito l’eterogeneità delle cellule del mioblasto che è stato ipotizzato per contribuire alle loro risposte variabili allo stimolo meccanico” – hanno sottolineato gli scienziati autori dello studio.
Fonte: https://www.nature.com/articles/s42003-022-03915-7
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