Ecco come lavorano le cellule "operaie" che proteggono e riparano i geni

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Martedì 11 SETTEMBRE 2012
Ecco come lavorano le cellule "operaie" che proteggono e riparano i geni

Svelati i meccanismi che si innescano nell’organismo in caso di danno genetico all’interno delle cellule. Lo studio, pubblicato su Nature, potrebbe fornire indicazioni utili per la riparazione del Dna danneggiato ma anche contro l’antibioticoresistenza e il cancro.

I meccanismi di difesa dell’organismo dai danni esterni sono molteplici e in parte ancora sconosciuti. Cosa succede dentro una cellula quando raggi ultravioletti o magari il fumo del tabacco provocano ‘guasti’ potenzialmente pericolosi ai geni? La risposta arriva da uno studio pubblicato su Nature, che mostra con un livello di dettaglio mai osservato prima come si comportano le cellule danneggiate. Lo studio, condotto dall’Università di Bristol, dall’Institut Jacques Monod di Parigi e dalla Rockefeller University di New York, potrebbe essere utile per comprendere come viene innescata la riparazione cellulare e perché in alcuni casi non funziona.

Le informazioni genetiche - il “libretto di istruzioni” delle cellule - sono contenute nel nucleo, codificate nel Dna. Nel corso della vita, queste possono venire danneggiate da agenti mutageni esterni, o anche semplicemente dalla normale usura dell’età. Se questi guasti all’interno delle unità fondamentali del nostro organismo non vengono corretti tempestivamente, possono uccidere le cellule stesse, e causare disturbi o malattie.

Nel corso dell’evoluzione, però, la natura ha sviluppato delle tecniche di regolazione genetica e correzione degli ‘errori’, per assicurare la sopravvivenza delle specie. Tra queste, in particolare, l’organismo ha imparato a produrre proteine capaci di riconoscere, eliminare e rimpiazzare i mattoncini danneggiati, sostituendoli con Dna sano: la maggior parte delle cellule – che facciano parte dei batteri o appartengano agli esseri umani – contengono questo tipo di molecole, che consentono di agire in maniera veloce in queste evenienze. Oggi, il team internazionale, è riuscito ad osservare come questo accade.

Tramite la nanomanipolazione di singole molecole di Dna immerse in un campo magnetico, gli scienziati sono riusciti a osservare da vicino le singole proteine al lavoro su un gene danneggiato in un esemplare del batterio Escherichia Coli: hanno così osservato che sono necessari più step di quanto si pensasse per correggere l’errore, e che il tempo impiegato dalle proteine a reagire ad ogni danno è cruciale perché queste riescano a ripararlo. Secondo gli autori, lo studio fornisce una base di lavoro per la comprensione dei meccanismi di riparazione in vivo, e apre la strada per la costruzione di pathway di riparazione del Dna con la risoluzione della singola molecola. Ma non solo. “Capire come diverse parti del genoma vengano riparate a diverse velocità è importante per la comprensione di molti altri processi che a prima vista sembrano scollegati”, ha spiegato Nigel Savery, dell’ateneo inglese. “Ad esempio, potrebbe aiutare a prevedere meglio la resistenza dei batteri agli antibiotici, o gli schemi di mutazione che portano allo sviluppo del cancro. Inoltre, un approccio che si basa sull’osservazione della singola molecola, ci ha permesso di comprendere passaggi fondamentali, nascosti quando la risoluzione è più bassa”.