Il genoma 3D non si dissolve: il MIT ridefinisce i paradigmi della biologia molecolare
Scienziati del MIT dentro il processo di nascita e divisione delle cellule per studiare come si comporta il genoma. Ecco quali strumenti e tecniche hanno utilizzato.
L’Istituto di tecnologia del Massachusetts ha scoperto che la struttura tridimensionale del genoma non scompare durante la divisione cellulare. Per genoma intendiamo un insieme importante di cromosomi nella cellula, oltre al DNA e, talvolta, ai virus. La divisione cellulare è il modo in cui la cellula si riproduce, processo al centro di molti studi scientifici legati a malattie, cure e terapie.
La nuova scoperta sul genoma smentisce ciò che si pensava prima: i ricercatori hanno utilizzato una tecnica avanzata chiamata RC-MC, ovvero Region-Capture Micro-C. Il team ha identificato piccoli anelli di DNA definiti microcompartimenti. Questi anelli collegano elementi regolatori e geni, permettono le interazioni geniche e, in più, rimangono intatti e si rafforzano durante la mitosi.
La mitosi è il momento in cui la cellula forma cellule simili, definite figlie, nel processo di divisione. Prima della scoperta, si pensava che con la mitosi il genoma venisse assorbito. Invece, si è osservato che avviene un breve aumento dell’attività genica all’interno dei microcompartimenti. Il genoma non scompare ma si compatta nel momento più alto di trascrizione cellulare. Un passaggio importante per capire molti processi biologici ma anche medici, poiché le cellule hanno una memoria collegata alle interazioni genetiche presenti prima della divisione. Vediamo come spiegano questa scoperta complessa gli autori dello studio.
Genoma, mitosi e microcompartimenti: la ricerca sfida i paradigmi del passato e rivela come la struttura tridimensionale del DNA persista
Secondo Anders Sejr Hansen, professore associato al MIT: “Questo studio ci aiuta davvero a chiarire come dovremmo concepire la mitosi. In passato, la mitosi era considerata una tabula rasa, senza trascrizione e senza alcuna struttura correlata all’attività genica. E ora sappiamo che non è proprio così”. Viraat Goel, autore principale dello studio, spiega: “I risultati aiutano a collegare la struttura del genoma alla sua funzione nella gestione del modo in cui i geni vengono attivati e disattivati, che è stata una sfida ardua in questo campo per decenni”.
Anders Sejr Hansen ha poi aggiunto: “Abbiamo iniziato questo studio pensando che l’unica cosa certa era che non esisteva alcuna struttura regolatrice nella mitosi, e poi abbiamo scoperto per caso una struttura nella mitosi. Stiamo riflettendo su alcuni contesti biologici naturali in cui le cellule cambiano forma e dimensione, e sulla possibilità di spiegare alcuni cambiamenti genomici tridimensionali che in precedenza non avevano una spiegazione. Un’altra domanda chiave è come fa la cellula a scegliere quali microcompartimenti mantenere e quali rimuovere quando entra in fase G1, per garantire la fedeltà dell’espressione genica?“.
