Il DNA è in continuo movimento: un segreto per capire il cancro

Il DNA umano non è una sequenza statica di istruzioni, ma una struttura in continuo movimento. Uno studio del Salk Institute, guidato dal Dott. Jesse Dixon e pubblicato su Nature Genetics, ha rivelato che il genoma si piega e si srotola costantemente, con regioni diverse che si rimodellano a velocità variabili.

Questi movimenti non sono casuali: le parti più attive del DNA si rimodellano rapidamente per supportare l’espressione genica, mentre le regioni inattive restano più stabili. Il team ha utilizzato cellule umane, comprese cellule cardiache e neuroni derivati da cellule staminali pluripotenti, per osservare come queste dinamiche contribuiscano all’attivazione dei geni e al mantenimento dell’identità cellulare.

Anse, proteine e l’arte di impacchettare il DNA

Ogni cellula contiene circa due metri di DNA che devono essere organizzati nel nucleo senza perdere flessibilità. Le cellule formano anse nel DNA grazie al complesso proteico coesina e alla proteina NIPBL, che ne regolano il movimento.

Sorprendentemente, queste anse non sono fisse: si formano e si rompono continuamente. Studiando la riduzione di NIPBL nelle cellule epiteliali, i ricercatori hanno osservato che senza il corretto movimento della coesina, alcune regioni del DNA si dispiegano rapidamente, altre molto lentamente. Le regioni più dinamiche contengono geni attivi, mentre quelle stabili ospitano geni inattivi. Questo equilibrio è cruciale per il funzionamento delle cellule e per la loro capacità di rispondere correttamente agli stimoli biologici.

Il rimodellamento costante del DNA sembra essere fondamentale per permettere alle cellule di “ricordare” la propria identità. Nelle cellule cardiache e nei neuroni, i geni essenziali per la funzione specifica si trovano nelle regioni più dinamiche del genoma, mentre i geni meno rilevanti rimangono stabili. Questo movimento continuo contribuisce a rafforzare i modelli genici che definiscono ogni tipo cellulare, assicurando che una cellula cardiaca rimanga cardiaca e un neurone rimanga neurone. Secondo Tessa Popay, post-dottoranda nel laboratorio di Dixon, il ripiegamento e dispiegamento ripetuto dei geni crea anelli di DNA che consolidano l’attività genica e mantengono l’identità cellulare.

Implicazioni per il cancro e i disturbi dello sviluppo

Le scoperte del laboratorio di Dixon suggeriscono che errori nel ripiegamento del DNA possano favorire malattie gravi. Alterazioni nelle dinamiche del genoma possono portare a sindromi genetiche come la sindrome di Cornelia de Lange e, potenzialmente, al cancro, che sfrutterebbe queste modifiche per manipolare l’identità cellulare e promuovere una crescita incontrollata. Comprendere come il DNA si muove nello spazio apre nuove prospettive terapeutiche: correggere modelli di ripiegamento dannosi potrebbe diventare una strategia per trattare tumori e disturbi dello sviluppo, intervenendo direttamente sulla “coreografia” del genoma che guida la vita delle cellule.

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