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La divisione cellulare con cromosomi danneggiati

La mitosi, cioè il processo di divisione cellulare che permette la crescita e la riparazione, si basa su una complessa sequenza di eventi che si conclude con la duplicazione del materiale genetico. Una ricerca rivoluzionaria sta chiarendo i meccanismi cellulari che entrano in gioco in caso di funzionamento corretto e di malfunzionamento.
La divisione cellulare con cromosomi danneggiati
Durante la mitosi, lunghi e sottili filamenti di DNA aggrovigliato, chiamati cromatina, si ispessiscono e si separano in coppie di cromosomi duplicati, costituiti da due cromatidi uguali. I cromosomi si collegano a un fuso di microtubili lungo l'equatore della cellula tramite un centromero e i cromatidi vengono tirati verso i poli opposti della cellula, che si divide in due, formando due cellule nuove e geneticamente identiche.

In un sistema modello costituito da moscerini della frutta (Drosophila larva) in cui erano stati indotti cromosomi acentrici, cioè senza centromeri, i cromosomi si sono comunque legati al fuso, raccogliendosi ai poli, senza impedire la sopravvivenza dell'adulto. La ridotta funzione delle proteine BubR1 e Polo, tuttavia, ha ostacolato il legame, la segregazione e la sopravvivenza. Gli scienziati hanno approfondito i meccanismi cellulari grazie al finanziamento dell'UE al progetto BROCHROMITO ("Mitosis with broken chromosomes").

Il team ha clonato versioni troncate di BubR1, identificando quattro domini della Drosophila che hanno poi studiato nelle mosche transgeniche, ottenendo importanti informazioni sulla mediazione della formazione di un fattore legante del DNA. Hanno inoltre approfondito due tipi di intermedi di riparazione cellulare, mostrando che nel sistema modello impiegato si verifica una ricombinazione omologa che impiega Mus309 (RecQ Helicase homolog).

Gli innovativi risultati ottenuti riguardano un nuovo percorso di segnalazione tra la cromatina e il meccanismo di segmentazione cellulare. L'allungamento della cellula è una risposta adattativa all'allontanamento dei lunghi bracci dei cromatidi dal piano di segmentazione. Durante la mitosi, la lunghezza dei bracci dei cromatidi dei cromosomi acentrici viene momentaneamente aumentata, esponendoli essenzialmente al rischio di rompersi durante la segmentazione del citosol che avviene durante la fase finale del processo. Gli scienziati hanno dimostrato un concomitante allungamento del citosol (mediato dal fattore di scambio del nucleotide Rho guanina), che evita che si verifichi l'aneuploidia, cioè la presenza di un numero anomalo di cromosomi nella cellula.

Il progetto BROCHROMITO è riuscito a dimostrare due nuovi percorsi che evitano l'aneuploidia nelle cellule figlie del sistema modello della Drosphila: uno favorisce la creazione di un legame con il fuso, nonostante la mancanza di un centromero, mentre l'altro allunga il citosol durante la segmentazione, per ovviare ai bracci allungati e "sospesi" dei cromatidi.

Questi risultati eserciteranno un impatto importante sulla genetica e sulle terapie di varie malattie, in particolare delle forme tumorali in cui l'aneuploidia contribuisce all'insorgenza delle neoplasie.

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