Ogni giorno, nel nostro corpo avvengono circa 330 miliardi di divisioni cellulari che ne garantiscono il corretto funzionamento e la rigenerazione. Questo meccanismo si basa sul ciclo cellulare, un processo che si è conservato fin dai primi organismi viventi. Il suo principio rimane invariato: duplicare il contenuto di una cellula, quindi dividerla in due cellule "figlie".
Ma negli organismi complessi questo ciclo è diventato molto più sofisticato. Resta quindi da chiedersi quale ruolo svolgano i geni emersi di recente nella regolazione di questo processo fondamentale
Per rispondere a questa domanda, Romain Forey e Cyril Pulver, che lavorano nel gruppo di Didier Trono all’EPFL, hanno combinato biologia cellulare e genomica. Insieme al loro collega Alex Lederer, hanno prodotto un atlante dettagliato dell’attività genica durante il ciclo cellulare umano, che è ora disponibile per la comunità scientifica e per il grande pubblico. Lo studio è stato pubblicato su Cell Genomics.
Il progetto si distingue per la sua natura interdisciplinare, emblematica della ricerca svolta all’EPFL. "Romain ha condotto tutti gli esperimenti di biologia cellulare, contribuendo con la sua esperienza nel ciclo cellulare, mentre io ero responsabile delle analisi genomiche", spiega Cyril Pulver.
E aggiunge: "Detto questo, non abbiamo separato rigorosamente i nostri campi: le ipotesi principali, la modellazione matematica e gli esperimenti sono stati progettati insieme. Dobbiamo molto anche ad Alex Lederer, del laboratorio di Gioele La Manno, che ha svolto un’analisi decisiva dei dati CRISPRi, posizionando 1,9 milioni di cellule nel ciclo in base all’espressione dei loro geni"
Utilizzando questo atlante, i ricercatori hanno esaminato un gruppo di geni che codificano fattori di trascrizione - proteine che regolano l’attivazione o l’inattivazione dei geni. Hanno scoperto che alcuni di questi fattori che orchestrano il regolare svolgimento del ciclo cellulare sono apparsi sorprendentemente di recente nell’evoluzione.
Più precisamente, diversi fattori di trascrizione che non esistevano prima della comparsa dei mammiferi o addirittura dei primati regolano l’espressione di geni molto più vecchi coinvolti nel controllo di fasi molto precise del ciclo. Quando alcuni di questi fattori "giovani" vengono inattivati, le cellule si bloccano in alcune fasi o perdono la sincronizzazione con il resto della popolazione, interrompendo così l’ordinato svolgimento della divisione.
Uno dei geni più sorprendenti è ZNF519 , presente solo nei primati. La sua inattivazione compromette la duplicazione del DNA - una fase cruciale prima della divisione cellulare - rallentando così la crescita delle cellule. Il team ha confermato che ZNF519 si lega direttamente al DNA dei geni chiave del ciclo cellulare, che reprime con tempi molto precisi.
Un altro fattore, ZNF274 , presente nei mammiferi ma assente nei rettili e nei pesci, influenza i tempi di replicazione di specifiche regioni del genoma. Questo meccanismo è legato alla conservazione dell’epigenoma e all’organizzazione tridimensionale del nucleo.
"Stiamo mettendo a disposizione della comunità una risorsa esaustiva sull’espressione dei geni durante il ciclo cellulare umano e sull’effetto della loro inattivazione sul corso di questo processo. Crediamo che questa risorsa sarà utile ai ricercatori di tutto il mondo", conclude Cyril Pulver.
Questo studio dimostra che anche processi antichi come la divisione cellulare incorporano nuovi attori genetici, alcuni dei quali sono specifici della specie umana o dei suoi parenti stretti. Questi risultati potrebbero far luce sulla comprensione di malattie come il cancro - in cui il ciclo cellulare è spesso deregolato - e spiegare perché alcuni tumori o disturbi dello sviluppo presentano caratteristiche specifiche dell’uomo
Altri collaboratori
Nexco AnalyticsRiferimenti
Cyril Pulver, Romain Forey, Alex R. Lederer, Martina Begnis, Olga Rosspopoff, Joana Carlevaro-Fita, Filipe Martins, Evarist Planet, Julien Duc, Charlène Raclot, Sandra Offner, Alexandre Coudray, Arianna Dorschel, Didier Trono. Fattori di trascrizione evolutivamente recenti partecipano alla regolazione del ciclo cellulare umano. Cell Genomics 23 giugno 2025. DOI: 10.1016/j.xgen.2025.10092327.
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