Quasi la metà del genoma umano non è “nostro”. È il residuo di antiche infezioni virali avvenute milioni di anni fa. Per decenni lo abbiamo chiamato DNA spazzatura. Era una definizione miope.
In breve
Si chiamano retrotrasposoni. Non sono virus veri e propri, ma ne condividono il trucco fondamentale: copiarsi dall’RNA al DNA e reinserirsi nel genoma. Pezzi di DNA che sanno replicarsi e spostarsi — antichi clandestini installati nel nostro patrimonio genetico milioni di anni fa. Costituiscono quasi il 50% del genoma umano. Per decenni sono stati liquidati come “DNA spazzatura” — residui parassitari senza funzione. Oggi sappiamo che quella definizione era profondamente errata.
La storia dei retrotrasposoni coincide con la nostra storia evolutiva. Inserendosi nel DNA hanno rotto geni, creato nuove combinazioni, introdotto segnali regolatori. A volte hanno fatto danni. Ma molto spesso hanno aperto possibilità del tutto nuove — un bricolage molecolare continuo che ha aumentato la complessità della specie. Alcuni sono stati letteralmente addomesticati dal genoma: oggi svolgono funzioni cruciali nello sviluppo embrionale, nella regolazione dei geni del sistema immunitario, nella risposta allo stress.
Come emerge in Saremo tutti centenari: l’evoluzione non è stata solo una lenta ottimizzazione — è stata anche una lunga negoziazione con elementi mobili, instabili, potenzialmente pericolosi. I retrotrasposoni erano caos. Ma un caos creativo. Siamo anche il risultato delle loro incursioni silenziose.
L’approfondimento
LINE-1 e Alu: i protagonisti del genoma mobile.
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I retrotrasposoni si dividono in grandi famiglie. Le più abbondanti nel genoma umano sono le LINE-1 (Long Interspersed Nuclear Elements), che costituiscono circa il 17% del nostro DNA, e le sequenze Alu, una famiglia di SINE (Short Interspersed Nuclear Elements) derivata da un piccolo RNA cellulare che si è moltiplicata fino a raggiungere oltre un milione di copie. Le LINE-1 sono le uniche a mantenere ancora oggi una certa capacità di trasposizione autonoma — nelle cellule germinali, nello sviluppo embrionale precoce e, come vedremo, nelle cellule senescenti.
Questi elementi non sono tutti uguali: la grande maggioranza delle copie è troncata o mutata e non ha più capacità di movimento. Ma alcune copie full-length rimangono potenzialmente attive — tenute silenziate, in condizioni normali, da meccanismi di controllo epigenetico.
Il controllo epigenetico e il rischio dell’invecchiamento.
In condizioni di salute, le LINE-1 attive vengono soppresse dalla metilazione del DNA e da piccoli RNA non codificanti (piRNA). Con l’invecchiamento cellulare, però, questo controllo si allenta: la metilazione del DNA diminuisce, i meccanismi di silenziamento perdono efficienza. Le LINE-1 possono riattivarsi parzialmente — produrre trascritti RNA che il sistema innato riconosce come segnali di pericolo, innescando una risposta infiammatoria mediata dall’interferone.
Uno studio pubblicato su Nature nel 2019 da De Cecco e colleghi ha mostrato che questa riattivazione delle LINE-1 nelle cellule senescenti è una delle sorgenti dell’infiammazione cronica di basso grado associata all’invecchiamento — l’inflammaging che attraversa come filo rosso tutta la biologia della longevità. I retrotrasposoni, silenziosi per decenni, tornano a fare rumore proprio quando il genoma inizia a perdere il controllo di sé stesso.
Il punto di vista di SoLongevity
Nella ricerca di SoLongevity, la riattivazione dei retrotrasposoni con l’invecchiamento è parte dello studio dei meccanismi molecolari che regolano il ritmo biologico dell’invecchiamento: capire questi elementi significa capire meglio come il genoma invecchia dall’interno — e identificare possibili punti di intervento sul processo infiammatorio cronico.
Fonti
Feschotte C, Gilbert C. “Endogenous viruses: insights into viral evolution and impact on host biology.” Nat Rev Genet. 2012;13(4):283–296.
De Cecco M, Ito T, Petrashen AP, et al. “L1 drives IFN in senescent cells and promotes age-associated inflammation.” Nature. 2019;566(7742):73–78.