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Giunge da una ricerca italiana un significativo avanzamento nella comprensione delle basi molecolari dei processi di riparazione e duplicazione del Dna e del meccanismo di protezione dal cancro.
Grazie a un approccio sperimentale innovativo sviluppato da un gruppo di scienziati diretto da Marco Foiani all’Ifom (Istituto Firc di oncologia molecolare) e all’Università degli studi di Milano, è stato identificato per la prima volta nella sua complessità un codice tridimensionale inedito del Dna: si tratta di una configurazione simile a un fiore, con alla base particolari strutture di Dna cruciformi. Inoltre, i ricercatori hanno stabilito che la proteina allarmina (chiamata anche Hmgb1) stabilizza questa configurazione, e la protegge dallo stress meccanico durante la replicazione del Dna, stress che potrebbe danneggiare i cromosomi e portare all’insorgenza di tumori. Lo studio, pubblicato su Nature, è stato realizzato grazie ai finanziamenti della Fondazione Airc.
«Grazie all’applicazione di sofisticati modelli computazionali e matematici abbiamo individuato un codice, un linguaggio non studiato della topologia del Dna, che coordina una serie di processi cellulari cruciali durante la replicazione dei cromosomi» specifica Foiani, direttore scientifico di Ifom e docente di Biologia molecolare dell’Università degli studi Milano. «L’importanza degli attorcigliamenti del Dna e quindi dello stress meccanico che il Dna subisce durante le torsioni fisiologiche nel processo replicativo erano già stati intuiti nel passato, ma dagli anni Novanta l’attenzione si è focalizzata prevalentemente sul sequenziamento del genoma umano, nella convinzione che questo sarebbe stato sufficiente e risolutivo per individuare soluzioni terapeutiche contro patologie come il cancro. Il sequenziamento è stato essenziale, ma ora abbiamo scoperto che esistono nuovi importanti livelli di organizzazione del Dna». Gli attorcigliamenti che si verificano lungo il Dna vanno a formare una sorta di corolla di petali di un fiore, all’interno dei quali è protetta la sequenza di materiale genetico. Alla base dei petali il Dna assume una conformazione cruciforme, simile a delle spine. Queste strutture cruciformi possono essere aggredite danneggiando il materiale genetico. La cellula pertanto le protegge tramite una specifica proteina: Hmgb1, nota anche come allarmina.
«Ho scoperto che l’allarmina protegge le strutture cruciformi alla fine degli anni Ottanta, quando ero un giovane ricercatore» ricorda Marco Emilio Bianchi, capo dell’Unità di Dinamica della cromatina Irccs Ospedale San Raffaele e docente all’Università Vita-Salute San Raffaele. «Ho continuato a studiare questa proteina, e le ho dato il nome allarmina, perché è anche coinvolta nella segnalazione del malessere di singole cellule al resto dell’organismo». «È bello ritrovare ora l’allarmina in questa ricerca, individuando un suo ruolo specifico in un codice prima inedito» afferma Foiani, che aveva condiviso con Bianchi il laboratorio all’Università degli studi di Milano oltre vent’anni fa.
Oltre alla portata conoscitiva, la ricerca apre promettenti prospettive per l’individuazione di quei processi cellulari che consentono alla cellula tumorale di orchestrare il processo di riparazione e, quindi, per l’identificazione di bersagli farmacologici complementari nelle terapie anticancro.
Nature, 2020 Jan 22. Doi: 10.1038/s41586-020-1934-4.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31969709
