Il Dna si ‘srotola’ meglio in un senso che nell’altro  

Da casa a ufficio e viceversa. La strada è la stessa, eppure l’andata è più lenta del ritorno. Come mai? Colpa degli ostacoli che l’automobilista trova sul tragitto, assenti invece in quello opposto. Sostituendo la strada con i filamenti di Dna, ecco il cuore della scoperta appena pubblicata da un gruppo internazionale di ricercatori su ‘Pnas’, fra cui gli scienziati della Sissa di Trieste.  

La doppia elica del Dna è soggetta all’azione di specifiche proteine, denominate elicasi, che hanno il compito di separare i due filamenti affinché l’informazione contenuta nel genoma sia resa disponibile per una varietà di attività fondamentali per la vita della cellula. In altre parole, il Dna è come un libro: per leggerlo bisogna aprirlo. E le elicasi hanno il compito di aprire questo libro. I ricercatori hanno dimostrato che le elicasi riescono a svolgere il loro compito più facilmente, e quindi velocemente, lavorando su uno dei due filamenti rispetto all’altro.  

La ragione, hanno spiegato, sta nella composizione in basi azotate del tratto di Dna, che costituiscono l’alfabeto con cui è scritto il nostro genoma. Quando sul filamento opposto rispetto a quello su cui scorre l’elicasi ci sono basi ‘ingombranti’, come l’adenina e la guanina, queste ultime urtano contro l’elicasi rallentando il processo. Se al contrario vi sono delle basi ‘piccole’, come la citosina e la timina, il processo di apertura è più rapido. Questo, deducono gli scienziati, potrebbe significare che il genoma ha un ulteriore modo, finora non considerato, per regolare il flusso delle informazioni: infatti l’informazione genetica legata alla direzione in cui l’elicasi procede più lentamente sarà letta meno frequentemente, con possibili conseguenze sull’espressione genica.  

La ricerca è stata svolta in un primo tempo con le simulazioni fatte al computer. Le predizioni così ottenute sono state poi confermate sperimentalmente. Lo studio è nato da un idea di due scienziati della Sissa, Giovanni Bussi e Francesco Colizzi, che nel frattempo si è spostato all’Institute for Research in Biomedicine (Irb Barcelona), Spagna, e ha coinvolto i laboratori guidati da Carlos Penedo e Malcolm White dell’University of Saint Andrews, Gran Bretagna, insieme ad altri collaboratori. 

“Che la difficoltà nello srotolare un doppio filamento di Dna o Rna dipendesse dalla forza con cui sono legati i due filamenti era cosa nota – spiegano gli scienziati – Invece, che la stessa doppia elica fosse più facile da srotolare in un verso piuttosto che nell’altro è stata una vera sorpresa. Siamo arrivati a proporre questa ipotesi attraverso simulazioni al calcolatore e a verificarla poi con esperimenti di laboratorio veri e propri”. Grazie a dei traccianti fluorescenti, i ricercatori hanno osservato sperimentalmente che, effettivamente, la doppia elica viene processata più facilmente in una direzione piuttosto che nell’altra. “Ci sono insomma un filamento e una direzione preferenziali per lo srotolamento del Dna a seconda del messaggio che vi è scritto. E questo è scientificamente molto interessante”, assicurano gli autori.  

Questa scoperta, concludono, ha diversi punti di interesse. Il primo, come detto, è legato all’approccio che mette insieme simulazioni al computer con esperimenti in laboratorio in un’unione che ci porta dritti verso le frontiere della scienza. Il secondo è di tipo più generale: “La regolazione di tutte le attività in cui è coinvolto il Dna è una delle questioni più interessanti e cruciali della biologia, in cui ancora molto resta da scoprire. Con questo studio avanziamo un’ipotesi finora non considerata: che ai vari tipi di regolazione già noti se ne aggiunga un altro, che riguarda proprio la direzione preferenziale in cui un doppio filamento viene letto, basato sulla facilità di essere ‘srotolato”‘.