L'enzima in questione, noto come elicasi, svolge un ruolo centrale nella separazione del DNA a doppio filamento in singoli filamenti, un passaggio fondamentale nella replicazione del DNA e in altri processi genetici. Nonostante la sua importanza, i precisi meccanismi molecolari di funzionamento dell’elicasi erano rimasti sfuggenti, spingendo i fisici ad approfondire i misteri di questo affascinante meccanismo biologico.
Utilizzando tecniche biofisiche avanzate, il team di fisici, guidato dalla dottoressa Sarah Richardson dell'Università di Cambridge, nel Regno Unito, ha studiato meticolosamente l'interazione tra elicasi e DNA a livello molecolare. Combinando le osservazioni sperimentali con la modellizzazione teorica, sono stati in grado di decifrare l'intricata danza delle interazioni molecolari che facilitano lo svolgimento del DNA.
Uno dei risultati chiave del loro studio ha rivelato che l'elicasi utilizza un meccanismo di "esclusione sterica" per separare i filamenti di DNA. Questo processo prevede che l'enzima elicasi si incastri fisicamente tra le coppie di basi del DNA, simile a un piede di porco molecolare che stacca delicatamente la struttura a doppio filamento.
Inoltre, i ricercatori hanno scoperto che l’elicasi non funziona in modo isolato. Invece, collabora con altre proteine note come proteine leganti il DNA a filamento singolo (SSB) per stabilizzare i filamenti di DNA srotolati, impedendo loro di ricomporsi e mantenendo la loro accessibilità per ulteriori elaborazioni.
La spiegazione di questi intricati meccanismi non solo migliora la nostra comprensione dello srotolamento del DNA, ma apre anche la strada a potenziali applicazioni terapeutiche. Manipolando la funzione dell'elicasi o prendendo di mira le sue interazioni con gli SSB, gli scienziati potrebbero essere in grado di sviluppare strategie per correggere errori nella replicazione del DNA o modulare l'espressione genica. Ciò potrebbe aprire nuove strade per il trattamento di malattie genetiche, come il cancro, o per lo sviluppo della diagnostica per i disturbi ereditari.
La scoperta mette in mostra il potere della ricerca interdisciplinare, in cui i fisici apportano la loro esperienza nella comprensione delle leggi fondamentali della natura per svelare le complessità dei sistemi biologici. Unendo le conoscenze della fisica e della biologia, gli scienziati stanno ottenendo un accesso senza precedenti ai meccanismi molecolari che governano i processi della vita, aprendo nuove frontiere per l’innovazione e i potenziali progressi della medicina.
