Genetica, Nature Chemistry: “Il Dna è anche a quadrupla elica”
Lo studio dell’italiana Giulia Biffi, ricercatrice a Cambridge, ha provato che in certi momenti il Dna può invece assumere una forma a 'quadrupla elica', una scoperta che apre una nuova serie di interrogativi per i genetisti a 60 anni dalla scoperta di Watson e Crick. Una delle prime applicazioni della scoperta della quadrupla elica potrebbe essere nella lotta ai tumori
Sono passati ormai 60 anni dalla pubblicazione su Nature dell’articolo che descriveva per la prima volta la doppia elica del Dna, e sempre dalla stessa università arriva un’altra scoperta che dimostra come la visione degli scopritori James Watson e Francis Crick, anche se importantissima, era tutt’altro che completa, e anzi era solo la ‘meta” della realtà. Lo studio dell’italiana Giulia Biffi pubblicato da Nature Chemistry ha provato che in certi momenti il Dna può invece assumere una forma a ‘quadrupla elica’, una scoperta che apre una nuova serie di interrogativi per i genetisti, il cui lavoro appare tutt’altro che finito.
Le strutture a quadrupla elica erano già state isolate in provetta, ma nessuno era mai riuscito a vederle nelle cellule umane. Per scovarle i ricercatori hanno costruito degli anticorpi sintetici fluorescenti in grado di legarsi alle quadruple eliche del genoma umano. Testandoli su cellule di tumori, dall’osteosarcoma al cancro della cervice, è emerso che le strutture a quadrupla sono più numerose negli istanti in cui il Dna si replica prima della divisione cellulare. Questo, spiega Biffi, suggerisce già un primo utilizzo della scoperta. “A mio parere anche nelle cellule normali si formano queste strutture – sottolinea la ricercatrice, arrivata a Cambridge da Pavia per un dottorato – ma ovviamente le cellule tumorali replicano continuamente e quindi se i ‘quadruplex’ sono importanti durante la replicazione del Dna potrebbero avere effetti più rilevanti nelle cellule tumorali. Già in studi precedenti si è visto che si possono usare piccole molecole sintetizzate per ‘traghettare’ queste strutture, e questo ha un effetto anti-proliferativo sulla cellula”.
Una delle prime applicazioni della scoperta della quadrupla elica potrebbe essere nella lotta ai tumori: “Dal mio studio sembra che questo ‘G-quadruplex’ sia una struttura transiente – spiega all’Ansa Giulia Biffi – che si forma in particolare durante la replicazione del Dna a mio parere anche nelle cellule normali si formano queste strutture, ma ovviamente le cellule tumorali replicano continuamente e quindi se queste strutture sono importanti durante la replicazione del Dna potrebbero avere effetti più rilevanti nelle cellule tumorali. Già in studi precedenti si è visto che si possono usare piccole molecole sintetizzate per ‘traghettare’ queste strutture, e questo ha un effetto anti-proliferativo sulla cellula”. La ricercatrice è arrivata a Cambridge da Pavia: “Ho studiato a Pavia al collegio Ghislieri – racconta – che mi ha dato una borsa di due mesi per fare un internato in un laboratorio di chimica, quello dove sto facendo il dottorato ora. Mi è piaciuto tutto di Cambridge e ho deciso di ritornare”.
La conferma dell’esistenza della quadrupla elica nel genoma umano costringerà i genetisti a un ‘superlavoro’, sottolinea Carlo Alberto Redi, biologo dell’università di Pavia, secondo il quale ora sarà più facile capire come si forma la vita. Nonostante la scoperta della doppia elica abbia 60 anni la nostra visione del Dna è ancora ‘ingenua’, e solo con scoperte come quella della ‘quadrupla elica’ si inizia a capire un po’ di più come funzionano i ‘mattoni della vita’ riflette Redi. “Sempre più si va delineando il fatto che abbiamo una versione naif del genoma, in cui sequenziando il Dna si ottengono tutte le informazioni sugli organismi – spiega Redi – finalmente, grazie alle scienze ‘omiche’, dalla genomica alla metabolomica, stiamo capendo come mai una ‘manciata’ di geni, che abbiamo in comune con i lieviti, sia in grado di delineare tutte le forme viventi. Scoperte come questa sono fondamentali, perchè ci permettono di capire come funziona veramente la vita”.
Strutture complesse come quella a quadrupla elica hanno una vera e propria funzione, sottolinea il biologo: “Sono state scoperte altre forme di ‘impacchettamento’ tridimensionale del Dna – spiega – quello che emerge è che c’è un controllo scalare sui 25mila geni: c’è la sequenza del Dna, poi ci sono le proteine che lo ‘impacchettano’, poi le diverse conformazioni tridimensionali. Ognuno di questi livelli esprime un controllo sui geni e ha una sua funzione che dobbiamo scoprire”. Dopo 60 anni il lavoro dei genetisti è tutt’altro che a buon punto, conclude Redi: “E’ un momento eccitante, perché queste conformazioni potrebbero essere coinvolte nelle caratteristiche più importanti della cellula, dalla sua attività alla staminalità alla formazione di neoplasie. La struttura a quadrupla elica di sicuro appare, svolge la sua funzione e poi scompare in pochi secondi, e ad esempio questa caratteristica potrebbe essere sfruttata per i computer a Dna, ma siamo ovviamente nel campo delle ipotesi finché non ne sapremo di più sulle funzioni di queste strutture”.