Un team multidisciplinare di ricercatori dell'Università dell'Indiana ha scoperto che il movimento della cromatina, il materiale di cui è fatto il DNA, può aiutare a facilitare un'efficace riparazione del danno al DNA nel nucleo umano, una scoperta che potrebbe portare a una migliore diagnosi e trattamento del cancro. I loro risultati sono stati recentemente pubblicati negliProceedings of the National Academy of Sciences .

Il danno al DNA avviene naturalmente nel corpo umano e la maggior parte del danno può essere riparato dalla cellula stessa. Tuttavia, una riparazione non riuscita potrebbe portare al cancro.

"Il DNA nel nucleo è sempre in movimento, non statico. Il movimento del suo complesso di ordine superiore, la cromatina, ha un ruolo diretto nell'influenzare la riparazione del DNA", ha affermato Jing Liu, assistente professore di fisica presso la Scuola di Scienze della IUPUI. "Nel lievito, ricerche passate mostrano che il danno al DNA promuove il movimento della cromatina e l'elevata mobilità facilita anche la riparazione del DNA. Tuttavia, nelle cellule umane questa relazione è più complicata".

Liu ei suoi colleghi hanno scoperto che la cromatina sul sito del danno al DNA si sposta molto più velocemente di quella che si allontana dal danno al DNA. Hanno anche scoperto che la cromatina nei nuclei cellulari non si muove in modo casuale. È un movimento coerente, con il DNA che si muove come un gruppo su una breve distanza.

I ricercatori hanno anche trovato prove che il danno al DNA può influenzare il movimento del gruppo del DNA riducendo la coerenza. Questi risultati indicano che il movimento della cromatina è sotto stretto controllo quando il DNA è danneggiato. Questo è importante per prevenire il contatto dannoso del DNA danneggiato e per migliorare l'accuratezza e l'efficacia della riparazione del DNA, ha affermato Liu.

"I nostri risultati rivelano un ruolo fondamentale del movimento della cromatina nella risposta al danno del DNA e nella riparazione del DNA", ha detto Liu. "Questi risultati possono aiutare a comprendere il meccanismo di riparazione del DNA nelle cellule umane e l'inizio del cancro negli esseri umani. In pratica, possiamo utilizzare questi risultati come metriche per la risposta ai farmaci di molti diversi farmaci usati per curare il cancro. Possiamo testare diversi farmaci per vedere se il movimento della cromatina può essere modificato per migliorare la riparazione del DNA."

Per condurre questa ricerca, Liu e i suoi colleghi hanno dovuto sviluppare gli strumenti computazionali necessari per analizzare enormi quantità di dati. Con dimensioni dei dati fino a un terabyte in alcuni casi, Liu e i suoi colleghi hanno collaborato con i servizi di tecnologia dell'informazione dell'Università dell'IU per creare l'archivio dati scalabile di immagini cellulari altamente dinamiche, che centralizza l'archiviazione, il trasferimento e l'elaborazione dei dati.

In futuro, i ricercatori sperano di studiare singole molecole di DNA e come si muovono, e come le dinamiche individuali e di gruppo differiscono e cambiano in risposta al danno del DNA. Vorrebbero anche saperne di più sul movimento del DNA in geni specifici noti per essere più vulnerabili al danno del DNA. + Esplora ulteriormente

La degradazione dell'istone dopo un danno al DNA migliora la riparazione