Con l'aiuto della fisica e di un minuscolo magnete, i ricercatori hanno scoperto una nuova struttura del DNA telomerico. I telomeri sono talvolta visti come la chiave per vivere più a lungo. Proteggono i geni dai danni ma si accorciano un po' ogni volta che una cellula si divide. Se diventano troppo corti, la cellula muore. La nuova scoperta ci aiuterà a capire l'invecchiamento e la malattia.

La fisica non è la prima disciplina scientifica che viene in mente alla menzione del DNA. Ma John van Noort del Leiden Institute of Physics (LION) è uno degli scienziati che hanno scoperto la nuova struttura del DNA. Biofisico, utilizza i metodi della fisica per esperimenti biologici. Questo ha anche attirato l'attenzione dei biologi della Nanyan Technological University di Singapore. Gli hanno chiesto di aiutare a studiare la struttura del DNA dei telomeri. Hanno pubblicato i risultati su Natura .

Filo di perline

In ogni cellula del nostro corpo ci sono cromosomi che portano i geni che determinano le nostre caratteristiche (come sembriamo, per esempio). Alle estremità di questi cromosomi ci sono i telomeri, che proteggono i cromosomi dai danni. Sono un po' come gli aglets, le punte di plastica all'estremità di un laccio.

Il DNA tra i telomeri è lungo due metri, quindi deve essere piegato per adattarsi a una cellula. Ciò si ottiene avvolgendo il DNA avvolto attorno a pacchetti di proteine; insieme, il DNA e le proteine ​​sono chiamati nucleosomi. Questi sono disposti in qualcosa di simile a un filo di perline, con un nucleosoma, un pezzo di DNA libero (o non legato), un nucleosoma e così via.

Questo filo di perline si ripiega ancora di più. Il modo in cui lo fa dipende dalla lunghezza del DNA tra i nucleosomi, le perline sul filo. Erano già note due strutture che si verificano dopo la piegatura. In uno di essi, due sfere adiacenti si uniscono e il DNA libero è sospeso in mezzo (fig. 2A). Se il pezzo di DNA tra le perline è più corto, le perline adiacenti non riescono ad attaccarsi. Quindi si formano due pile una accanto all'altra (fig. 2B).

Nel loro studio Van Noort e colleghi hanno trovato un'altra struttura telomerica. Qui i nucleosomi sono molto più vicini tra loro, quindi non c'è più DNA libero tra le perline. Questo alla fine crea una grande elica, o spirale, di DNA (fig. 2C).

La nuova struttura è stata scoperta con una combinazione di microscopia elettronica e spettroscopia di forza molecolare. Quest'ultima tecnica proviene dal laboratorio di Van Noort. Qui un'estremità del DNA è attaccata a un vetrino e una minuscola sfera magnetica è attaccata all'altra. Una serie di potenti magneti sopra questa sfera separa quindi il filo di perle. Misurando la quantità di forza necessaria per separare le perline una per una, scopri di più su come viene piegata la corda. I ricercatori di Singapore hanno quindi utilizzato un microscopio elettronico per ottenere un quadro migliore della struttura.

La struttura, dice Van Noort, è "il Santo Graal della biologia molecolare". Se conosciamo la struttura delle molecole, questo ci darà maggiori informazioni su come i geni vengono attivati ​​e disattivati ​​e su come gli enzimi nelle cellule trattano i telomeri:come riparano e copiano il DNA, ad esempio. La scoperta della nuova struttura telomerica migliorerà la nostra comprensione degli elementi costitutivi del corpo. E questo, a sua volta, alla fine ci aiuterà a studiare l'invecchiamento e le malattie come il cancro e a sviluppare farmaci per combatterli. + Esplora ulteriormente

La piegatura del DNA costa meno energia del previsto