DNA: come azzeccarne il garbuglio

DNA: come azzeccarne il garbuglio Una simulazione svela la struttura e la funzione del groviglio cromosomico 29 marzo 2013 Il cromosoma raramente si trova nella forma che siamo abituati a vedere nei libri di biologia, cioè il caratteristico doppio bastoncello (quello X, per intenderci). Normalmente è “disciolto” nel nucleo e costituisce una matassa che al microscopio appare come un groviglio disordinato. Questo caos però negli ultimi anni è stato “misurato” e gli scienziati ne hanno svelato il segreto: i geni nel groviglio sono in realtà organizzati in regioni, che potrebbero avere un ruolo funzionale. Una ricerca, coordinata da scienziati della SISSA di Trieste, ha ora sviluppato e studiato un modello numerico del cromosoma che supporta i dati sperimentali e offre un’ipotesi sulla funzione della matassa. Per la maggior parte della sua vita, il cromosoma passa il suo tempo “sciolto” nel citoplasma nucleare. A un occhio inesperto potrebbe sembrare un filo aggrovigliato in maniera casuale, ma i biologi dicono il contrario: anche se una componente di caos nella matassa c’è, le misurazioni sperimentali hanno identificato delle regioni che tendono a contenere geni specifici. Grazie a queste misurazioni si sono ottenute delle mappe del cromosoma nella sua forma sciolta, quella in cui avvengono i processi di trascrizione del DNA. Cristian Micheletti, fisico della SISSA, la Scuola Internazionale Superiori di Studi avanzati di Trieste, ha coordinato un gruppo di ricerca internazionale -­‐ in cui spiccano Marco Di Stefano e Angelo Rosa -­‐ che ha escogitato un metodo ingegnoso: da un lato ha permesso di verificare le misure sperimentali note e dall’altro di trovare dati a supporto di una teoria che spiega perché la matassa del DNA è organizzata in regioni. “Usando la vasta mole di dati pubblici sull’espressione genica, abbiamo identificato delle famiglie di geni co-­‐regolati all’interno di un cromosoma” ha spiegato Micheletti. I geni co-­‐regolati codificano “in concerto”, ma come questa sincronizzazione avvenga è misterioso, dato che spesso i geni si trovano molto lontani sul filamento di DNA. “Le ipotesi principali sono due: o esistono dei ‘messaggeri’ che fanno la spola da un gene all’altro e coordinano l’attività, oppure il filamento di DNA ripiegandosi nel groviglio porta i geni della stessa famiglia vicini fisicamente”. Partendo dalla seconda ipotesi, Micheletti e colleghi hanno utilizzato il computer, forzando un modello numerico di DNA ad avvicinare i geni co-­‐regolati. “I risultati della simulazione hanno fornito una mappa dell’organizzazione dei cromosomi molto simile a quella ottenuta sperimentalmente”, spiega Micheletti. “Inoltre il modello è riuscito a mettere vicini i geni della stessa famiglia, come gli chiedevamo di fare, nell’80% dei casi, cioè senza grande sforzo, il che supporta la validità dell’ipotesi e l’efficacia della simulazione”. L’articolo è stato scelto dalla rivista PLoS Computational Biology come “cover story” per il mese di marzo. Link: • Articolo originale su PLoS Computational Biology: http://www.ploscompbiol.org/article/info:doi/10.1371/journal.pcbi.1003019 Crediti immagine: SISSA Contatti: Ufficio comunicazione: [email protected] Tel: (+39) 040 3787557 | (+39) 340-­‐5473118, (+39) 333-­‐5275592 via Bonomea, 265 34136 Trieste Maggiori informazioni sulla SISSA: www.sissa.it