I ricercatori della Case Western Reserve University (Ohio) hanno identificato un nuovo meccanismo attraverso il quale una proteina nota per la riparazione del DNA danneggiato protegge la sua forma strutturale.
L’integrità del DNA
La proteina coinvolta nella scoperta si chiama 53BPI e offre informazioni utili su come le cellule mantengono integro il nucleo del DNA, fondamentale per prevenire malattie come l’invecchiamento precoce e il cancro. Il gruppo di scienziati della Case Western Reserve School of Medicine, guidato dal professore Youwei Zhang, ha condotto questo studio e i risultati sono stati pubblicati sulla rivista Nature Communications.
La proteina 53BPI è già nota per determinare come le cellule andranno a riparare un particolare tipo di danno al DNA. Uno fra quelli più comuni è quando entrambi i filamenti dell’acido desossiribonucleico sono rotti, lasciando un’estremità di DNA che fluttua nel nucleo della cellula.
Se il filamento non viene riparato, le estremità del DNA potrebbero fondersi con elementi sbagliati, il che potrebbe portare all’interruzione delle informazioni genetiche all’organismo. Oltre a questo, le cellule con DNA non riparato si auto eliminano, però alcune potrebbero iniziare il viaggio verso il cancro.
DNA e proteina 53BP1
Il team ha scoperto che la proteina 53BP1 ha una funzione biologica nel mediare la struttura del DNA, in particolare in una regione altamente compattata chiamata eterocromatina. In questo caso si è notato che la proteina cambia attività, andando ad accumularsi nelle regioni condensate del DNA.
Qui forma delle piccole goccioline liquide, processo chiamato separazione di fase liquido-liquido, simile alla miscelazione di olio con acqua per il condimento dell’insalata. Per attivare questo processo la proteina 53BP1 ha comunque bisogno della partecipazione di altre proteine, note proprio per supportare la struttura del DNA altamente condensato.
Gli studiosi hanno effettuato analisi molecolari dettagliate per rompere la proteina di grandi dimensioni in piccoli pezzi, e determinato quali fra questi siano importanti per la formazione di goccioline liquide di 53BP1. Lo studio suggerisce che, oltre alla modulazione della riparazione DSB (i filamenti rotti n.d.r.), 53BP1 contribuisce al mantenimento della stabilità del genoma attraverso la formazione di queste goccioline liquide.
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Prospettive future
Con queste nuove informazioni, Zhang e il suo team sperano di capire meglio come:
- Poter curare malattie come il cancro.
- Poter progettare terapie preventive.
- Utilizzare la nuova funzione della molecola 53BPI nella lotta alle malattie genetiche.
Il laboratorio di Zhang si concentra sulla comprensione della biologia cellulare per sviluppare terapie antitumorali, in particolare su come le cellule proteggono la stabilità del DNA. Senza tale protezione, l’acido desossiribonucleico può causare instabilità del genoma, e portare all’insorgenza precoce di disturbi degenerativi come l’invecchiamento e il cancro. Zhang afferma che:
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“Il nostro obiettivo è comprendere i meccanismi molecolari che mantengono la stabilità del genoma nelle cellule umane, identificando i geni e le vie di segnalazione coinvolte. A lungo termine, speriamo di tradurre queste conoscenze in potenziali strategie di trattamento antitumorale“.
