Ricercatrice italiana scopre l'elica quadrupla nel Dna

Lo studio dell'Università di Cambridge a sessanta anni dalla scoperta dei "mattoni della vita". In futuro la rivelazione potrebbe essere fondamentale per mettere a punto nuove terapie per combattere i tumori

repubblica.it di VALERIA PINI

IL DNA nelle cellule umane può assumere anche una forma 'a quadrupla elica', e non solo quella a doppia scoperta proprio 60 anni fa da Watson e Crick con il contributo di Rosalind Franklin. Lo ha scoperto Giulia Biffi, una ricercatrice italiana che lavora all'università di Cambridge con uno studio pubblicato dalla rivista Nature Chemistry, che per la prima volta ha isolato questa struttura nelle cellule umane. Lo studio, pubblicato sulla rivista scientifica Nature Chemistry, rappresenta una tappa importante nel campo delle genetica e in futuro potrebbe avere sviluppi nella la ricerca sul cancro.

Nel lontano Watson e  Crick alzarono il velo sul 'codice della vita' scoprendo la struttura a doppia elica del Dna, che 9 anni dopo, nel '62, valse a loro e al collega Maurice Wilkins il premio Nobel per la Medicina. Ora, nell'anno in cui si celebra il sessantesimo anniversario di quel successo, dallo stesso ateneo che lo ha partorito arriva un'altra grossa novità  sui 'mattoni della vita'. E' un passo avanti che gli autori dello studio, finanziato da Cancer Research del Regno Unito, definiscono "una vera pietra miliare" del progresso scientifico. Per la prima volta è stata provata l'esistenza nelle cellule umane di un Dna particolare a 'quadrupla elica', finora dimostrata soltanto in provetta. E colpire queste strutture potrebbe rivelarsi una strada inedita per combattere il cancro con nuove cure su misura.
I 4 filamenti. Negli ultimi vent'anni la ricerca ha suggerito che in laboratorio si possono formare strutture di Dna composte da 4 filamenti, dette G-quadruplex o G-tetradi perchè tendono a crearsi nelle sequenze particolarmente ricche di guanina (G), uno dei 'mattoni' che costruiscono gli acidi nucleici. Finora, però, queste strutture erano state considerate una curiosità piuttosto che qualcosa realmente esistente in natura. Invece Giulia Biffi, nel curriculum una formazione all'università di Pavia, ricercatrice che ha guidato lo studio nel laboratorio di Cambridge coordinato da Shankar Balasubramanian, le ha 'catturate' per la prima volta utilizzando speciali anticorpi fosforescenti disegnati apposta per riuscire ad agganciarle.

"Stabilizzare le cellule". Gli studiosi hanno osservato anche che queste strutture a 4 filamenti sono particolarmente numerose durante il processo di replicazione del Dna, e cioè quando la cellula si sta per dividere e moltiplicare. Più rapidamente sta procedendo il processo di divisione, più quadruple eliche ci sono. Non è ancora accertato, ma sembra che nella cellula tumorale ci siano più strutture quadruple rispetto alle cellule normali, anche perché quelle tumorali si moltiplicano in continuazione. La presenza di questo Dna 'a 4' sembra legata a doppio filo con un momento cruciale della vita cellulare, perché se qualcosa va storto in questa fase può innescarsi la cascata di eventi che porta al cancro. Se fosse così, come ipotizzano gli esperti, in futuro sarebbe possibile bloccare la quadrupla elica con molecole sintetiche e fermare il processo di replicazione e quindi la proliferazione del cancro.

Il tumore. Tra l'altro studi precedenti hanno dimostrato che un gene iperattivo, con alti livelli di Dna a 4 fili, è anche più vulnerabile a interferenze esterne. "Ciò avvalora l'ipotesi che alcuni geni del cancro possono essere 'infastiditi' attraverso piccole molecole capaci di legare particolari sequenze di Dna - dice Balasubramanian - . Avere capito che queste particolari sequenza da colpire potrebbero essere le quadruple eliche è una prospettiva eccitante.

"Ancora molto da scoprire". "Comunque c'è ancora molto da scoprire - spiega Balasubramanian - Ma per quanto ci riguarda quanto scoperto supporta in modo solido l'opportunità di percorrere una nuova strada: utilizzare questo Dna come bersaglio per i trattamenti personalizzati del futuro". Ad alimentare le speranze degli scienziati c'è anche il fatto che, "intrappolando con molecole sintetiche queste strutture di Dna quadruplex, riusciamo a sequestrarle e a stabilizzarle", interferendo in qualche modo con il processo di replicazione cellulare.

Visione limitata della cellula. Una scoperta importante ma molto rimane ancora da fare per svelare i misteri dei 'mattoni della vita'. Secondo Carlo Alberto Redi, biologo dello sviluppo dell'Università di Pavia, "la nostra visione del Dna è ancora ingenua" e solo con scoperte come questa si incomincia a capire un poco di più come funziona. "Sempre più si va delineando il fatto che abbiamo una versione naif del genoma, in cui sequenziando il Dna si ottengono tutte le informazioni sugli organismi - spiega Redi - finalmente, grazie alle scienze 'omiche', dalla genomica alla metabolomica, stiamo capendo come mai una 'manciata' di geni, che abbiamo in comune con i lieviti, sia in grado di delineare tutte le forme viventi. Scoperte come questa sono fondamentali, perché ci permettono di capire come funziona veramente la vita". "E' un momento eccitante, perché queste conformazioni potrebbero essere coinvolte nelle caratteristiche più importanti della cellula, dalla sua attività alla staminalità alla formazione di neoplasie - conclude - . La struttura a quadrupla elica di sicuro appare, svolge la sua funzione e poi scompare in pochi secondi, e ad esempio questa caratteristica potrebbe essere sfruttata per i computer a Dna, ma siamo ovviamente nel campo delle ipotesi finchè non ne sapremo di più sulle funzioni di queste strutture".

(21 gennaio 2013)