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I cromosomi alla ricerca della combinazione perfetta

I danni subiti dal DNA possono portare a instabilità genomica e predisporre all'insorgenza di malattie come il cancro. Un progetto finanziato dall'UE ha studiato i meccanismi che vi sono coinvolti.
I cromosomi alla ricerca della combinazione perfetta
L'iniziativa CHOREOGRAPHY OF HR ("In vivo choreography of DNA molecules and repair proteins during the search for homology") ha concentrato la sua attenzione su un percorso che viene attivato quando si verifica una rottura a doppio filamento. Noto come ricombinazione omologa, questo processo utilizza una sequenza di DNA identica non danneggiata per riparare il cromosoma rotto.

I ricercatori hanno mostrato che quando si verifica una rottura a doppio filamento, la mobilità dei cromosomi aumenta sensibilmente, incrementando la possibilità di trovare un omologo con una sequenza corrispondente.

Per tracciare il movimento dei cromosomi, gli scienziati hanno utilizzato una marcatura fluorescente per contrassegnare due regioni omologhe di DNA in cellule di lievito con una doppia serie di cromosomi (stato diploide). Prima del danno, le due regioni omologhe avevano esplorato solo il 3 % dello spazio del nucleo e occupavano aree separate. Dopo l'induzione della rottura a doppio filamento, i loci omologhi (tratti di sequenze di DNA) si sono colocalizzati 10 volte più spesso.

Poiché lo spostamento del DNA può portare a disposizioni di cromosomi indesiderate, il team ha investigato i meccanismi che vi sono coinvolti e, utilizzando un'avanzatissima microscopia ad alta risoluzione, ha ottenuto l'imaging del movimento di DNA accelerandolo fino a 1 000 volte.

Gli scienziati hanno scoperto che l'esplorazione del DNA avviene in modo ottimizzato. Un movimento rapido e locale durante un breve periodo di tempo assicura maggiore precisione e viene combinato con movimenti su larga scala, eseguiti in tempi più lunghi. Il movimento dei cromosomi è diffusivo, si diffonde gradualmente da un punto e la ricerca che ne consegue risulta efficiente.

Il consorzio CHOREOGRAPHY OF HR ha già pubblicato sulla rivista Nature Cell Biology un articolo sulla velocità della mobilità dei cromosomi e ne sta preparando un altro sui meccanismi che vi sono coinvolti. I dati su questi sistemi di riparazione di base potranno avere implicazioni molto importanti per la terapia delle malattie in generale.

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Keywords

Danno del DNA, cancro, rottura a doppio filamento, ricombinazione omologa, riparazione del DNA