La base molecolare della conservazione del genoma
Il danno del DNA è la causa principale di instabilità genomica e una causa di carcinogenesi. Il danno del DNA in forma di rotture a doppio filamento (DSB) può essere il risultato di stress ambientale o processi metabolici endogeni del DNA. In circostanze normali le lesioni del DNA sono riparate attraverso processi enzimatici complessi che sono però ostacolati dall’accessibilità del DNA. L’obiettivo del progetto INOHR (Chromatin remodeling in DNA repair: The role of the INO80 complex), finanziato dall’UE, era studiare l’attività di rimodellamento della cromatina del complesso umano INO80 che si ritiene abbia un ruolo nella riparazione basata sulla ricombinazione omologa delle DSB. Oltre alla riparazione del DNA INO80 è importante per la regolazione dell’espressione genica e la replicazione del DNA, ed è conservato a livello evolutivo. INO80 umano è un complesso di grande dimensioni composto da 20 subunità regolatorie ed essenziali, ma il meccanismo preciso con cui funziona resta indeterminato. Uno dei principali risultati di INOHR è stata l’espressione di sei istoni umani insieme alla clonazione di sequenze di posizionamento dei nucleosomi (NPS) che creano array di NPS di diverse lunghezze. Marcando gli istoni con fluorofori gli scienziati hanno ricostituito ottameri istonici fluorescenti, la struttura centrale dei nucleosomi. Nel loro insieme queste attività hanno permesso studi su singole molecole del rimodellamento della cromatina tramite osservazione della funzione del complesso INO80 basata sulla microscopia. Nel suo insieme lo studio INOHR ha fornito complessi macromolecolari senza precedenti per un’ulteriore ricerca sul meccanismo molecolare della riparazione del DNA. Gli strumenti generati alimenteranno la ricerca futura sugli studi delle interazioni tra proteine e DNA a livello di singole molecole. Possono essere utilizzati per studiare altri enzimi di elaborazione del DNA che hanno un ruolo integrativo nel mantenimento dell’integrità del DNA.
Parole chiave
Cromatina, riparazione del DNA, carcinogenesi, rotture a doppio filamento, rimodellamento della cromatina, INO80
