C'è gene e gene
Uno studio italiano scopre che alcuni sono più sensibili ai danni
Contengono tutti il codice della vita, l'insieme di informazioni che 'programmano' il destino delle cellule. Eppure i geni non sono tutti uguali, e alcuni più di altri sono sensibili ai danni che provocano malattie. Lo hanno scoperto i ricercatori dell'Istituto scientifico universitario San Raffaele di Milano, in collaborazione con Ingm (Istituto nazionale di genetica molecolare) e Ifom (Istituto Firc di oncologia molecolare) di Milano, con le università di Roma e Gerusalemme e con il Wellcome Trust Centre di Oxford in Gb.
Lo studio, pubblicato su 'Plos Biology', fa luce su un nuovo meccanismo di regolazione dell'informazione genetica per il controllo dell'identità cellulare. Gli scienziati hanno osservato che le cellule prive di una proteina detta HMGB1 hanno una diversa organizzazione del materiale genetico, che aumenta la sensibilità cellulare ai danni genetici e cambia il modo in cui le informazioni scritte nel Dna vengono espresse. Inoltre, i risultati ottenuti in lieviti e topi indicano che la diversa organizzazione del materiale genetico determina un invecchiamento precoce. In prospettiva - spiega una nota del San Raffaele - i risultati di questa ricerca aprono nuove vie per la comprensione della trasformazione tumorale, delle malattie degenerative e dell'invecchiamento.
L'autrice principale dello studio è Barbara Celona, che per questo lavoro ha ottenuto un dottorato di ricerca in biologia cellulare e molecolare sotto la supervisione di Alessandra Agresti e Marco E. Bianchi. La ricercatrice andrà ora a lavorare all'università di San Francisco in California, con la speranza di tornare tra qualche anno ad arricchire la scienza italiana, sottolinea l'Irccs di via Olgettina.
Il genoma di ogni cellula umana è costituito da molecole di Dna di circa 2 metri, ricorda il San Raffaele di Milano. Per compattare queste molecole lunghe e sottili in ogni nucleo, la cellula avvolge il Dna attorno ai nucleosomi (strutture simili a rocchetti di filo, comunemente riconosciute come l'unità di base dell'avvolgimento del genoma), costituendo così la cromatina. I nucleosomi non solo proteggono le fragili molecole di Dna da eventuali danni, ma regolano anche l'espressione dell'informazione genetica che a sua volta determina l'identità cellulare.
Il nuovo studio smentisce una nozione riportata da tutti i libri di testo, e cioè che il numero di nucleosomi è costante in tutti i tipi cellulari. Le cellule con il 25% in meno di nucleosomi in realtà possono vivere, sebbene con difficoltà. Ci si aspettava però che i nucleosomi, se in numero ridotto, si sarebbero ridistribuiti lungo il Dna, aumentando la distanza fra loro. Invece la posizione di questi 'rocchetti molecolari' lungo il Dna non varia quando il loro numero diminuisce. In compenso, i nucleosomi diventano più mobili e si spostano da una posizione all'altra restando in ciascuna per minor tempo. In altre parole, i nucleosomi disponibili si dividono part-time tra varie posizioni. Come conseguenza le cellule recuperano (esprimono) le informazioni sul Dna più facilmente e abbondantemente. Inoltre, alcune categorie di informazioni vengono espresse più di altre.
In conclusione, spiega Agresti, responsabile dell'Unità trascrizione e cromatina in cellule vive all'Istituto scientifico universitario San Raffaele, "questa ricerca non solo ci ha permesso di capire che la struttura della cromatina può essere organizzata in modo diverso in base alle esigenze delle cellule, ma suggerisce che esista un nuovo e più globale meccanismo di controllo dell'identità cellulare basato sulla regolazione del numero dei nucleosomi. Questo risultato è importante per sviluppare nuove terapie per le patologie in cui le cellule perdono la loro identità, come cancro e invecchiamento". Lo studio è stato possibile grazie a finanziamenti di Ue, Airc, Fondazione Cariplo, Wellcome Trust, ministero della Ricerca, Giovanni Armenise-Harvard Foundation, Association of International Cancer Research e Istituto Pasteur-Fondazione Cenci Bolognetti università di Roma La Sapienza.