Il modo in cui il DNA si piega determina in gran parte quali geni vengono letti. John van Noort e il suo gruppo hanno quantificato la facilità con cui si impilano le parti di DNA arrotolate. Questo costa meno energia di quanto ipotizzato in precedenza. Pubblicazione in Giornale Biofisico .

Ogni cellula contiene diversi metri di DNA, che deve essere arrotolato per adattarsi all'interno di un nucleo cellulare di pochi micrometri. Sebbene il DNA sia costituito esattamente dalla stessa stringa di miliardi di lettere che codificano per le proteine, ci sono molti diversi tipi di cellule, come le cellule nervose, cellule del sangue o cellule adipose, ciascuno produce una specifica combinazione di proteine. Come fa una cellula nervosa a sapere di quali proteine ​​ha bisogno? E come fa a sapere che è una cellula nervosa? Il modo in cui il DNA si piega determina in gran parte quali geni vengono letti. L'elica del DNA è strettamente avvolta, e quindi poco leggibile, su siti con codice irrilevante, ma è ben diffuso dove risiede il codice utile. John van Noort e il suo gruppo hanno studiato questo processo simulando la facilità con cui le parti di DNA arrotolate, i nucleosomi, si impilano. I nucleosomi impilati sono ancora più difficili da leggere.

I ricercatori hanno esaminato quanta energia costa piegare il DNA tra due nucleosomi. Perché la natura sceglie sempre la via di minor resistenza, questo determina come il nostro DNA è piegato. Guadagni energia impilando i nucleosomi, ma se costa più energia piegare il DNA che collega i nucleosomi, non accadrà. Van Noort ha eseguito le cosiddette simulazioni Monte Carlo per tre scenari in cui ha preso i nucleosomi vicini e li ha impilati, o fatto due pile di nucleosomi pari e dispari, o interrompere completamente la loro interazione. Provò centinaia di migliaia di strutture e ogni volta verificava se la loro forma fosse energeticamente più vantaggiosa.

"Abbiamo quantificato con precisione la facilità con cui i nucleosomi si impilano, " dice Van Noort. "Troviamo che piegare il DNA tra i nucleosomi costa meno energia di quanto ipotizzato in precedenza, quindi si formeranno strutture diverse da quanto pensassimo". Gli scienziati possono ora utilizzare i risultati per fornire le loro idee sul ripiegamento dei nucleosomi con numeri concreti. Ciò consente loro di comprendere meglio come una cellula regola l'attività dei suoi geni ripiegando il DNA. Van Noort:" Se alla fine capiamo in modo molto dettagliato come riescono a farlo, potremmo anche riconoscere dove le cose vanno male nella vita reale. Poiché il ripiegamento del DNA è un processo così fondamentale, ci sono molte condizioni mediche in cui questo gioca un ruolo".