Le cellule creano continuamente copie del loro DNA in modo che possano poi dividersi. Ciò richiede la decompressione della doppia elica del DNA e la copia di ciascuno dei due filamenti come modello per il nuovo DNA. Le copie vengono poi revisionate scrupolosamente per individuare eventuali errori di copiatura. Tuttavia, nonostante tutta questa attenzione, molto raramente un pezzo di DNA viene erroneamente copiato due volte, formando un frammento di DNA extracromosomico (ecDNA).
Le cellule hanno modi per degradare queste copie extra una volta che si sono formate, ma se non vengono degradate abbastanza rapidamente, possono causare il caos. Nel 2013, il team di Francis Crick ha dimostrato che gli ecDNA possono essere ricuciti nel DNA cromosomico, causando delezioni e riarrangiamenti che possono contribuire al cancro e alle malattie autoimmuni.
I ricercatori hanno scoperto che le proteine responsabili dell'avvio della copiatura del DNA, note come elicasi, forniscono anche il primo controllo per la formazione dell'ecDNA. Le elicasi possono dire se il DNA è già decompresso e quindi non dovrebbero essere copiate, ad esempio, se il DNA è stato copiato accidentalmente già due volte.
Il team ha dimostrato che le elicasi portano con sé una piccola modifica chimica chiamata gruppo metilico, che impedisce loro di iniziare la copiatura del DNA se il DNA è già aperto. Se questo fallisce e la copia inizia, altre proteine si legano alle estremità del DNA e reclutano rapidamente enzimi per distruggerlo.
I risultati aiutano a far luce su alcune malattie causate da mutazioni nelle elicasi. Ad esempio, le mutazioni che rimuovono il gruppo metilico sono associate all’invecchiamento precoce, mentre le mutazioni che impediscono il legame alle estremità del DNA sono implicate nel cancro e nelle malattie autoimmuni.
Ulteriori ricerche valuteranno se le proteine coinvolte nel rilevamento e nella distruzione degli ecDNA potrebbero essere sfruttate per sviluppare nuove terapie contro il cancro e le malattie autoimmuni.
La ricerca è stata finanziata dal Francis Crick Institute, dal Cancer Research UK, dal Wellcome Sanger Institute e dal Medical Research Council.
