Il ruolo del processo di riparazione del DNA in salute e malattia
Nell'Escherichia choli, durante il processo di riparazione, la proteina MutS viene reclutata nella regione del mismatch. Attraverso una sequenza di eventi essa attrae una DNA esonucleasi per rimuovere la sequenza sbagliata. In seguito a ciò una polimerasi sintetizza i nucleotidi mancanti e infine una DNA ligasi unisce il fragmento di DNA all'elica restante. Nelle famiglie con cancro colo-rettale ereditario non poliposico (HNPCC), o sindrome di Lynch, le mutazioni delle linee germinali in qualsiasi allele omologo a MutS aumenta la predisposizione ai tumori maligni degli organi. La proposta di MISMATCH2MODEL, finanziata dall'UE, utilizzava un approccio di biologia dei sistemi per comprendere il processo di MMR. Combinando metodologie strutturali, biofisiche e biochimiche di ultima generazione gli scienziati hanno scoperto che la proteina MutS agisce come interruttore molecolare per avviare il riconoscimento del mismatch del DNA. Con il riconoscimento e il legame del mismatch da parte di MutS, la proteina MutL si assembla su MutS e recluta poi la nucleasi MutH per eseguire l'incisione dell'elica di nuova sintesi. Si è scoperto che l'associazione di MutS e MutL con il DNA è un processo rapido che dura da qualche secondo a qualche minuto. Questi due componenti proteici venivano però trattenuti sul DNA per periodi lunghi (decine di minuti). Il consorzio ha anche dimostrato che il processo di rimodellamento del DNA era guidato dalla temperatura piuttosto che dipendente dall'adenosintrifosfato (ATP). Un'importante linea di lavoro del progetto MISMATCH2MODEL implicava la ricostruzione del processo di MMR umana nei batteri. I ricercatori sono riusciti a identificare la fase limitante dell'MMR nell'individuazione e degradazione del mismatch dell'elica che contiene l'errore. Le innovative tecnologie di nanomanipolazione e visualizzazione sviluppate rappresentano un nuovo potente metodo di analisi delle interazioni proteine-DNA e proteina-proteina. I dati quantitativi sui processi di MMR dei procarioti e degli umani sono stati integrati in un modello matematico che potrebbe essere utile nell'ulteriore dissezione del pathway. Considerata l'importanza del processo di MMR nell'integrità genomica, i risultati del progetto MISMATCH2MODEL potrebbero fornire nuove conoscenze sullo sviluppo del cancro.
