Svelata la 'grammatica' del Dna, studio Politecnico Milano

Descritte regole che governano forma genoma nello spazio, 'ci permetteranno di ingegnerizzare sequenze proteine'

Svelata la 'grammatica' del Dna, studio Politecnico Milano

Milano, 27 ago. (Adnkronos Salute) - Gli esperti l'hanno definita 'grammatica' del Dna: sono una serie di regole spaziali basate sulla presenza di particolari sequenze proteiche e sul loro ordine che determinano la struttura tridimensionale del genoma. E a svelarle è uno studio del Politecnico di Milano. Recentemente pubblicato su 'Genome Biology' da Luca Nanni, dottorando in Computer Science and Engineering nell'ateneo lombardo, con i professori Stefano Ceri del Politecnico meneghino e Colin Logie dell'Università di Nijmegen, il lavoro mostra quella che per gli esperti è la "bellezza e semplicità" della grammatica di alcune particolari proteine chiamate Ctcf, caratteristiche che dimostrano come "la natura e l'evoluzione producano regolarità", definita sorprendente dagli scienziati, e sistemi ingegnosi e funzionali.


"La maggiore innovazione portata dal nostro studio risiede nell'aver per la prima volta identificato" queste "precise regole di disposizione" delle proteine Ctcf, spiega Nanni, primo autore dello studio. "La conoscenza di queste regole ci potrà permettere in futuro di ingegnerizzare le sequenze di Ctcf in modo da ottenere la desiderata struttura tridimensionale del Dna, ad esempio per far interagire due geni che altrimenti non sarebbero in contatto. Plasmare la struttura del Dna aprirà porte ancora sconosciute alla creazione di farmaci per il trattamento di malattie come il cancro", è la visione a lungo termine del ricercatore.


La molecola del Dna, che sarebbe lunga circa 2 metri se completamente srotolata, per risiedere nel nucleo delle cellule deve avvilupparsi secondo un complesso sistema che ne mantenga l'accessibilità e la corretta lettura, spiegano gli autori. Di particolare importanza nello studio della struttura tridimensionale del genoma sono i cosiddetti domini topologici, che si pensa abbiano una funzione di aggregazione di zone di Dna con ruoli e comportamento simili. Ad esempio, geni con funzione analoga hanno alta probabilità di risiedere nello stesso dominio topologico.


"Ci siamo concentrati su alcune specifiche sequenze di Dna che codificano per la proteina chiamata Ctcf", prosegue Nanni. "Questa proteina ha la funzione di isolare porzioni di Dna e quindi creare le barriere fra i vari domini topologici. Tramite l'ausilio di simulazioni al computer e l'ideazione di un modello di classificazione di queste proteine in base alla loro orientazione, siamo riusciti a individuare una regolarità sorprendente nella loro disposizione lungo la sequenza del Dna". Lo studio ha evidenziato che l'orientazione e l'ordine di queste sequenze di Dna consente di ricostruire i domini topologici. Il genoma umano quindi si compatta seguendo una logica dettata da una 'grammatica', i cui elementi sono le sequenze di Ctcf, il loro orientamento e la distanza fra di loro.


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