Gli scienziati hanno utilizzato con successo un algoritmo del panorama energetico per far luce sulle complesse dinamiche del DNA durante la sua interfase, una fase cruciale nel ciclo cellulare in cui il DNA non si divide attivamente. Lo studio, condotto da ricercatori dell’Università dell’Illinois a Urbana-Champaign e dell’Università della California, Berkeley, fornisce nuove informazioni su come il DNA subisce cambiamenti strutturali e su come questi cambiamenti influiscono sull’espressione genetica.

Il DNA, o acido desossiribonucleico, è una molecola che contiene le istruzioni genetiche per tutti gli organismi viventi. Durante l’interfase, il DNA non si divide attivamente ma subisce vari cambiamenti conformazionali essenziali per la regolazione genica. Questi cambiamenti comportano la formazione di anse, curve e altre strutture complesse che consentono a diverse regioni del DNA di interagire tra loro e con le proteine ​​regolatrici.

Comprendere la dinamica del DNA durante l'interfase è un compito impegnativo a causa della complessità delle interazioni coinvolte. Tuttavia, gli approcci computazionali, come l’algoritmo del paesaggio energetico, offrono un potente strumento per simulare questi sistemi e acquisire una comprensione più profonda del loro comportamento.

Nel loro studio, i ricercatori hanno utilizzato un algoritmo del paesaggio energetico chiamato metodo “Polymer Monte Carlo” per simulare i cambiamenti conformazionali del DNA durante l’interfase. L'algoritmo tiene conto delle varie forze fisiche e interazioni che influenzano la struttura del DNA, come l'accoppiamento delle basi, le interazioni elettrostatiche e gli effetti sterici.

Simulando il panorama energetico del DNA, i ricercatori sono stati in grado di identificare gli stati conformazionali più probabili che la molecola di DNA adotta durante l'interfase. Hanno scoperto che il DNA subisce una serie di transizioni tra diversi stati strutturali e queste transizioni sono influenzate dalla presenza di proteine ​​regolatrici e dalla sequenza stessa del DNA.

I ricercatori hanno anche studiato il modo in cui i cambiamenti conformazionali del DNA durante l'interfase influenzano l'espressione genetica. Hanno scoperto che la formazione di strutture specifiche del DNA può portare le regioni regolatrici del DNA in stretta prossimità dei geni, promuovendo così la trascrizione e l'espressione dei geni.

Nel complesso, lo studio dimostra la potenza degli algoritmi del panorama energetico nel fornire approfondimenti dettagliati sulla dinamica del DNA durante l’interfase. Questa conoscenza può contribuire a una migliore comprensione della regolazione genetica e può avere implicazioni per lo sviluppo di nuove strategie terapeutiche mirate alle malattie legate al DNA.