Raro DNA a quattro filamenti visto per la prima volta in azione
Due sottili fili intrecciati insieme a spirale: questa è la forma iconica della molecola di DNA. Ma a volte il DNA può formare una rara elica quadrupla e questa strana struttura può svolgere un ruolo importante.
Poco si sa del DNA a quattro filamenti noto come G-quadruplex, ma gli scienziati hanno ora sviluppato un nuovo modo per rilevare queste strane molecole e osservare il loro comportamento nelle cellule viventi.
In un nuovo studio pubblicato l'8 gennaio sulla rivista Nature Communications, il team ha descritto come alcune proteine causano la rottura del G-quadruplex; in futuro, il loro lavoro potrebbe portare alla creazione di nuovi farmaci che dirottano il DNA a quattro filamenti e ne interrompono l'attività.
Ci sono prove crescenti che i G-quadruplex svolgono un ruolo importante in un'ampia gamma di processi vitali e in una varietà di malattie, afferma in una dichiarazione l'autore dello studio Ben Lewis della Facoltà di chimica dell'Imperial College di Londra.
Nel complesso, secondo la dichiarazione, i G-quadruplex si verificano più frequentemente nelle cellule tumorali che in quelle sane.
Vari studi hanno collegato la presenza di quattro filamenti di DNA alla rapida divisione delle cellule tumorali, un processo che porta alla crescita del tumore; così gli scienziati hanno teorizzato che prendere di mira il DNA strano con i farmaci potrebbe rallentare o fermare questa divisione cellulare dilagante. Diversi studi stanno già supportando questa idea.
Ma l'anello mancante era la visualizzazione di questa struttura direttamente nelle cellule viventi, ha detto Lewis. In altre parole, gli scienziati avevano bisogno di un modo migliore per osservare queste molecole di DNA in azione.
Una nuova ricerca inizia a riempire la conoscenza mancante.
I G-quadruplex possono formarsi quando una singola molecola di DNA a doppio filamento si piega da sola o quando più filamenti di DNA sono uniti in un singolo acido nucleico noto come guanina, uno degli elementi costitutivi del DNA.
Per trovare questo bizzarro DNA nelle cellule, il team ha utilizzato una sostanza chimica chiamata DAOTA-M2, che emette luce fluorescente quando si lega ai G-quadruplex. Piuttosto che misurare semplicemente la luminosità della luce, che cambia in base alla concentrazione delle molecole di DNA, il team ha anche monitorato per quanto tempo ha brillato.
Monitorare per quanto tempo la luce rimane accesa ha aiutato il team a vedere come diverse molecole interagiscono con il DNA a quattro filamenti nelle cellule viventi.
Quando la molecola si aggrappa a un filamento di DNA, sposta il DAOTA-M2 luminoso, facendo sì che la luce si attenui più velocemente che se la sostanza chimica fosse lasciata al suo posto. Utilizzando queste tecniche, il team ha identificato due proteine chiamate elicasi che srotolano i filamenti di DNA a quattro filamenti e innescano la loro rottura.
Hanno anche identificato altre molecole che si legano al DNA; la ricerca futura su queste interazioni molecolari potrebbe aiutare gli scienziati a sviluppare farmaci che si legano al DNA.
Fonti: Foto: Ricostruzione del quadruplex telomero del DNA umano. (Thomas Splettstesser / Wikimedia Commons) #