Le malattie e la riparazione del DNA mitocondriale
I mitocondri sono organuli cellulari deputati alla produzione di energia che posseggono un proprio DNA. L’mtDNA codifica principalmente sub-unità proteiche della catena respiratoria mitocondriale e delle molecole dell’RNA di trasporto. Le mutazioni dell’mtDNA sono associate a numerose condizioni, tra cui il normale invecchiamento e la neurodegenerazione, ciononostante la nostra conoscenza dei suoi meccanismi di riparazione è ancora molto limitata. Il progetto MITODSBR (The role of mitochondrial DNA double-strand break repair in human disease and normal ageing), finanziato dall’UE, ha cercato di approfondire i meccanismi molecolari della riparazione dell’mtDNA e il ruolo funzionale svolto nelle malattie umane, studiando la risposta della replicazione del DNA ai danni ossidativi. I risultati hanno dimostrato che il sistema di replicazione dell’mtDNA non è compatibile con alcuni tipi di danni. Il lavoro del team MITODSBR ha verificato l’esistenza di una polimerasi aggiuntiva del DNA (PrimPol) situata nei mitocondri dei mammiferi, che ha la capacità di aiutare il replisoma dell’mtDNA a eludere alcuni parametri dei danni ossidativi. Ciononostante, altri tipi di danni ossidativi hanno impedito la progressione del meccanismo di replicazione mitocondriale. Gli scienziati hanno concluso che lo stallo della replicazione dell’mtDNA dovuto allo stress ossidativo costituiva il primo passo verso il danneggiamento del DNA. Le delezioni del DNA che si verificano nei disordini neurodegenerativi potrebbero essere una conseguenza degli elevati livelli di specie ossigeno-reattive mitocondriali e potrebbero influire sulla progressione delle patologie. In un altro settore del progetto, gli scienziati sono riusciti a isolare le proteine mitocondriali che interagiscono con l’mtDNA in fase di replicazione attiva. L’ulteriore caratterizzazione di queste proteine permetterà di chiarire la loro funzione precisa nel metabolismo del DNA e il ruolo che svolgono nella riparazione dell’mtDNA. Collettivamente, i risultati dello studio MITODSBR evidenziano l’impatto dei danni del DNA mitocondriale nella progressione delle malattie e aprono nuovo prospettive per gli interventi terapeutici.
Parole chiave
DNA mitocondriale, riparazione, invecchiamento, neurodegenerazione, danni al DNA, PrimPol, stress ossidativo
