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21 aprile 2011

La nuova frontiera del Dna

Uno studio nazionale che ha coinvolto i ricercatori dell’Istituto di scienze dell’alimentazione del Consiglio nazionale delle ricerche di Avellino, rappresentato da Giuseppe Iacomino, Gianluca Picariello e Luciano D’Agostino, in collaborazione con l’Università degli studi di Foggia con Aldo Di Luccia e l’ Università di Genova con Francesca Sbrana e Roberto Raiteri, spiega come la forma del Dna possa influenzare numerose funzioni cellulari come l’ontogenesi, l’omeostasi cellulare, fino allo sviluppo di condizioni patologiche.

Da tempo – sostiene Giuseppe Iacomino dell’ Isa Cnr di Avellino- è noto che una classe di piccole molecole, le poliammine, può regolare numerose funzioni cellulari. Le poliammine contribuiscono, infatti, alla regolazione della crescita e della proliferazione cellulare, alla stabilizzazione fisico-chimica della struttura a doppia elica del Dna, alla modulazione e alla trascrizione dell’Rna e della sintesi proteica, alla regolazione della risposta immunitaria”.

I precedenti studi sul genoma, infatti, hanno cercato di spiegarne il funzionamento del Dna studiandone unicamente la sequenza, lasciando irrisoluti i meccanismi attraverso i quali si esplica tale azione e l’interazione con il Dna mentre questa ricerca suggerisce una nuova visione dei meccanismi di protezione e folding del Dna e, dunque, del rapporto esistente tra la sua struttura e la sua funzione.

Abbiamo dapprima dimostrato che le poliammine nel nucleo si trovano sotto forma di aggregati molecolari dalle strutture ben definite. -spiega IacominoIn seguito, simulando le condizioni chimiche del nucleo cellulare, abbiamo riprodotto in vitro gli aggregati nucleari di poliammine (Nap), dimostrando che essi si assemblano in base a un processo chimico di ‘auto-riconoscimento’ che produce strutture discoidali analoghe a quelle identificate nelle cellule. Questi elementi, a loro volta, si impilano, secondo un processo gerarchico di accrescimento progressivo, fino a generare filamenti tubolari chiamati ‘nano tubi’ ”.

Le caratteristiche di estrema flessibilità e plasticità degli aggregati –continua il rappresentante dell’Isa Cnr- si manifestano anche nella loro capacità di disassemblarsi e rigenerarsi dinamicamente. In condizioni di disidratazione queste molecole producono cristalli aghiformi con particolarissime proprietà di ‘autoriparazione’. Le immagini al microscopio a forza atomica hanno fornito una visione diretta del fenomeno di avvolgimento e strutturazione del Dna genomico da parte degli aggregati di poliammine. Tali complessi-conclude- potrebbero essere in grado di guidare e governare le modificazioni morfo-funzionali del Dna. I Nap offrono un’ulteriore evidenza dell’intima grandiosità alla base del funzionamento dei sistemi biologici, suscitando un interesse enorme a più livelli: dal punto di vista della ricerca di base e, soprattutto, per le loro prevedibili applicazioni biotecnologiche – ad esempio nei nano materiali o nanotools – o per lo sviluppo di materiali biomedici”.

Dora Della Sala

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