Di Pesach Benson • 3 dicembre 2025

Gerusalemme, 3 dicembre 2025 (TPS-IL) — Alcuni dei microrganismi più resistenti della Terra, che vivono in crateri vulcanici, sorgenti termali e sorgenti idrotermali sottomarine, hanno sviluppato una notevole capacità di mantenere in funzione i loro macchinari cellulari essenziali anche a temperature estreme che distruggerebbero la maggior parte della vita. Ora, un team internazionale guidato dal Weizmann Institute of Science di Israele ha scoperto i trucchi chimici utilizzati da questi microbi amanti del calore in uno studio che potrebbe aprire le porte a vaccini più stabili, migliori trattamenti contro il cancro e altre tecnologie mediche e industriali.

Lo studio, pubblicato sulla rivista peer-reviewed Cell, si è concentrato sul ribosoma, una struttura cellulare che produce proteine in tutti gli organismi.

L’RNA ribosomiale subisce modifiche chimiche dopo essere stato prodotto, ma l’entità e la variabilità di questi cambiamenti rimanevano poco chiare. “Fino a poco tempo fa, si credeva che l’editing dell’RNA fosse uniforme nei ribosomi di diversi individui e non variasse a seconda dell’ambiente”, ha detto il Prof. Shraga Schwartz del Dipartimento di Genetica Molecolare dell’Istituto. “Tuttavia, in una manciata di specie si sono accumulate prove che l’editing può a volte essere dinamico e consentire alla struttura del ribosoma di adattarsi.”

I metodi esistenti potevano rilevare solo una modifica alla volta. Un nuovo approccio sviluppato nel laboratorio di Schwartz, guidato dal Dott. Miguel A. Garcia Campos, consente di esaminare 16 modifiche contemporaneamente su decine di campioni di RNA. I ricercatori hanno mappato le modifiche in 10 specie unicellulari e le hanno confrontate con quattro precedentemente studiate, selezionando deliberatamente organismi provenienti da ambienti estremi.

I risultati sono stati sorprendenti.

“Mentre la maggior parte dei batteri e degli archea presenta qualche decina di modifiche nell’RNA ribosomiale, nelle specie ipertermofile abbiamo trovato centinaia”, ha detto Schwartz. “Più caldo è l’ambiente naturale di un organismo, più modifiche di editing esegue.”

Il team ha testato se una specie potesse ri-editare il proprio RNA in risposta ai cambiamenti di temperatura. Le specie abituate a condizioni moderate hanno mostrato poche modifiche, mentre gli ipertermofili hanno mostrato una notevole flessibilità. Quasi la metà delle loro modifiche dell’RNA era dinamica, aumentando all’aumentare delle temperature di crescita. La ristrutturazione del ribosoma, hanno concluso, è centrale per la sopravvivenza a temperature estreme.

Tre tipi di modifiche sono aumentati con la temperatura. Una — la metilazione — appariva quasi sempre insieme all’acetilazione. “Questo ha sollevato l’ipotesi che le modifiche lavorino insieme”, ha detto Schwartz. Lavorando con il gruppo del Prof. Sebastian Glatt a Cracovia, hanno testato molecole di RNA senza modifiche, con ciascuna separatamente e con entrambe combinate. “Sia la metilazione che l’acetilazione stabilizzano l’RNA, ma insieme il tutto è maggiore della somma delle sue parti”, ha detto Schwartz.

Per comprendere gli effetti strutturali, il team ha collaborato con il gruppo della Prof.ssa Moran Shalev Ben-Ami, che ha utilizzato la microscopia crioelettronica per mappare i ribosomi in due condizioni: quando l’enzima metilante era attivo e quando era silenziato. I gruppi metilici ad alte temperature formavano numerosi legami deboli con le molecole vicine, rafforzando il ribosoma e riducendo le lacune strutturali.

La scoperta può spiegare la “metilazione magica” farmaceutica — il drastico aumento dell’efficacia dei farmaci talvolta osservato quando viene aggiunto un gruppo metilico. “Ora è possibile che alcune modifiche dell’editing dell’RNA, come la metilazione e l’acetilazione, non siano isolate, e che dovremmo decifrarle come un codice continuo”, ha detto Schwartz.

I risultati potrebbero aiutare la medicina e lo sviluppo di farmaci. Rivela come gli ipertermofili modificano chimicamente l’RNA per rimanere stabili, gli scienziati possono progettare molecole che resistono alla degradazione — un ostacolo importante per i vaccini basati sull’RNA, le terapie antitumorali e gli strumenti di editing genetico.

Oltre alla medicina, lo studio ha applicazioni industriali. Le intuizioni sull’adattamento ribosomiale potrebbero consentire agli ingegneri di sviluppare microrganismi in grado di produrre proteine in modo efficiente in condizioni difficili, migliorando la produzione di biocarburanti e la sintesi chimica. La scoperta che le modifiche dell’RNA possono funzionare come un “codice” coordinato apre la porta a molecole di RNA progettate su misura con proprietà prevedibili per la diagnostica, i biosensori e le terapie che sono stabili in diversi ambienti.

Poiché vaccini, diagnostici e trattamenti basati sull’RNA stanno rimodellando la medicina, Schwartz ritiene che queste intuizioni potrebbero portare a ulteriori scoperte. “Il processo naturale di editing dell’RNA ha subito miliardi di anni di perfezionamento, e sbloccare i suoi segreti potrebbe consentire lo sviluppo di tecnologie basate sull’RNA più affidabili ed efficienti”, ha detto.