Rimodellare il DNA per regolare i geni

Dal Piemonte arriva la scoperta di una proteina capace di modificare la struttura del genoma e di intervenire in caso di danno a DNA

Come fa un elefante a entrare in una cabina del telefono o il cammello a passare per la cruna dell'ago? Ma soprattutto, come fa la molecola di DNA a essere contenuta nel nucleo della cellula? Quest'ultima è stata una domanda di fondamentale importanza per gli scienziati alle prese con i primi studi sulla struttura del DNA e la sua collocazione all'interno della cellula.

Sabrina Pinato e i suoi colleghi dell'Università del Piemonte Orientale hanno concentrato la loro attenzione proprio su una proteina in grado di modificare la struttura del DNA. Ma facciamo un passo indietro. Il nostro genoma è un lungo filamento costituito da oltre 3 miliardi di mattoncini (basi) disposti uno dietro l'altro. Questi mattoncini sono solo quattro diversi tipi e l'ordine con il quale si susseguono è diverso per ognuno dei geni presenti nel genoma.

Anche se singolarmente sono piccolissime, messe una in fila all'altra tutte le basi che compongono il DNA danno origine a un filo lungo quasi 2 metri, tutto contenuto all'interno di uno spazio, il nucleo della cellula, che invece misura in genere solo pochi micrometri (detti anche micron, ognuno dei quali è un milione di volte più piccolo del metro).

Oggi il mistero è stato risolto: si parla di superavvolgimento del genoma, cioè di una serie di ripiegamenti del filamento di DNA che lo portano a ridurre la propria dimensione fino a raggiungerne una compatibile con il nucleo della cellula. Semplificando notevolmente possiamo dire che il filamento di DNA si avvolge attorno a proteine dette istoni e continua a ripiegarsi secondo una sequenza ben precisa di movimenti fino alla forma finale di 46 cromosomi, presenti in ognuna delle nostre cellule.

Questa forma "compatta" in cui si presenta il DNA si chiama cromatina ed è essenziale per permettere al materiale genetico di essere contenuto nel nucleo. Dal punto di vista dell'espressione dei geni può però costituire un problema: così impacchettato, infatti, il messaggio contenuto nel DNA e rappresentato dalla sequenza delle basi non può essere letto e le proteine che si occupano di questa operazione non riescono nemmeno a raggiungere le basi. Ecco allora che la cromatina si svolge e si riavvolge all'occorrenza, in risposta a specifici segnali che arrivano dall'interno o dall'esterno, e permette la lettura del DNA e l'espressione dei geni. Una proteina coinvolta nel cosiddetto "rimodellamento" del DNA è dunque molto importante anche per determinare la corretta espressione dei geni, spesso modificata in caso di cancro.

Con il loro lavoro, finanziato anche da AIRC, i ricercatori piemontesi hanno scoperto che la proteina chiamata RNF168 si lega a due istoni ( H2A e H2AX ) e contribuisce in questo modo a modificare la struttura della cromatina. Inoltre RNF168 interviene in caso di danno al DNA (come avviene nel cancro) per garantire la risposta corretta e immediata da parte della cellula.

Queste scoperte per ora sono limitate al bancone del laboratorio, ma possono avere in futuro anche importanti risvolti per la cura del cancro, dal momento che rimodellare la struttura del DNA può essere la chiave per regolare l'espressione di molti geni, inclusi quelli che causano l'insorgenza dei tumori o la loro resistenza ai trattamenti.

Ricerca pubblicata su:
BMC Mol Biol.

Titolo originale:
RNF168, a new RING finger, MIU-containing protein that modifies chromatin by ubiquitination of histones H2A and H2AX.

Data Pubblicazione:
06/2009

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