La dinamica dell’architettura della cromatina nel quadro della trascrizione genica
Il DNA è avvolto intorno a una struttura di istone centrale per formare nucleosomi, che sono poi ripiegati ulteriormente per generare fibre di cromatina e poi cromosomi. L’organizzazione della cromatina e lo stato di compattamento variano durante l’attivazione o la repressione della trascrizione genica, un processo accompagnato dal riposizionamento del gene all’interno del nucleo. Ciononostante, sfugge ancora quale sia il ruolo di regolamentazione svolto dall’architettura della cromatina durante la modulazione della trascrizione. Gli scienziati impegnati nel progetto CHROMATRANSCRIPT (Role of the chromatin architecture in the regulation of gene transcription), finanziato dall’UE, si sono proposti di indagare sugli aspetti del processo di ristrutturazione nucleare in associazione con la modulazione della trascrizione genica. In tale quadro, i ricercatori hanno sviluppato metodologie per la caratterizzazione quantitativa delle dinamiche dell’architettura della cromatina. Hanno poi studiato la trascrizione genica, adottando come sistema-modello i geni regolati da estrogeno. La tecnica generata ha utilizzato istoni fluoroforo-coniugati che consentivano di studiare il rimodellamento di specifiche regioni sub-nucleari. In un approccio alternativo, è stato utilizzato DNA fluorescente per valutare i movimenti locali della cromatina, da millisecondi a minuti. Inoltre, i ricercatori sono riusciti ad analizzare la dinamica di singoli nucleosomi marcati a fluorescenza in cellule viventi. In tal modo hanno potuto caratterizzare il movimento del nucleosoma a una risoluzione spazio-temporale senza precedenti. L’applicazione di queste tecniche in cellule di carcinoma mammario umano ha dimostrato un movimento diffusivo vincolato e una flessibilità delle fibre di cromatina nelle cellule viventi. Riveste particolare importanza che la trascrizione genica indotta dall’estradiolo non incida sulla dinamica in stato di equilibrio della cromatina. In corrispondenza di lesioni del DNA, gli scienziati hanno osservato un rapido rilassamento della cromatina, attivato dalla via di trasduzione del segnale della poli-ADP-ribosilazione. Nel complesso, le conclusioni del progetto hanno consentito di ottenere una risoluzione senza precedenti riguardo al movimento della cromatina nelle cellule viventi e ci portano più vicini a svelare i meccanismi della dinamica della cromatina. Nel contempo, gli strumenti di CHROMATRANSCRIPT agevoleranno le ricerche future nel campo del rimodellamento della cromatina.
Parole chiave
Cromatina, DNA, istone, nucleosoma, estradiolo, Alc1
