Scoperto un DNA quadruplo nelle cellule tumorali

Sessant’anni fa, il mondo della biologia e della genetica entrava in una nuova era con l’annuncio di James Watson e Francis Crick della scoperta della struttura del DNA, la “molecola della vita” che contiene il nostro patrimonio genetico. La cosiddetta “doppia elica” deriva dal fatto che i filamenti che contengono gli acidi nuclei (A, G, C, T) sono due, avvolti in una spirale. DNA quadrupli, ossia costituiti da 4 filamenti anziché due, sono stati ottenuti in laboratorio attraverso un aumento della quantità di guanina, uno dei quattro acidi nucleici (G), che dimostra di avere notevoli capacità leganti al punto da formare una struttura quadrupla per tale motivo nota agli scienziati come “G-Quadruplex”: non un’elica ma una sorta di quadrato. Ora per la prima volta una struttura del genere è stata individuata in natura, all’interno dei nuclei delle cellule più studiate della medicina, le cellule dei tumori. La scoperta, appena pubblicata su Nature Chemistry, è opera di un’équipe dell’Università di Cambridge guidata da Shankar Balasubramanian con l’apporto fondamentale di una ricercatrice italiana, Giulia Biffi.

La scoperta del DNA quadruplo – Per anni il G-Quadruplex è sembrata una mera curiosità. Gli scienziati l’hanno descritto come “una struttura in cerca di una funzione”, non essendo ben chiara quale potesse essere la sua utilità biologica. I ricercatori di Cambridge hanno identificato la sua presenza nelle cellule tumorali utilizzando un anticorpo sintetizzato in laboratorio per attaccare solamente i G-Quadruplex. Poiché queste strutture quadruple sono altamente instabili, per evitare di farle degradare subito nell’ordinaria doppia elica le cellule sono state trattate con una speciale molecola che impedisce ai G-Quadruplex di sciogliersi. È stato così possibile scoprire che il DNA quadruplo si forma soprattutto nella fase S nella divisione cellulare, quando cioè all’interno del nucleo avviene la replicazione del DNA appena prima della mitosi. Una scoperta piuttosto interessante dal momento che le cellule normali diventano cancerose proprio durante questa fase, quando qualcosa nella replicazione della doppia elica va storto e le nuove cellule prodotte dalla mitosi ereditano questo errore di trascrizione.

Un'arma contro i tumori? – “La ricerca dimostra la possibilità di sfruttare queste inusuali strutture di DNA per sconfiggere il cancro, e la prossima fase sarà quella di scoprire come utilizzarle come bersaglio nelle cellule tumorali”, spiega Julie Sharp del centro inglese “Cancer Research UK”, principale finanziatore della ricerca. In realtà gli scienziati sono convinti che il DNA quadruplo esista anche all’interno delle cellule normali, ma ritengono che la loro presenza nelle cellule tumorali significhi qualcosa. È probabile cioè, secondo Shankar Balasubramanian, che tali strutture entrino in azione sotto la spinta di mutazioni genetiche all’interno di cellule tumorali o pre-tumorali. L’italiana Giulia Biffi è stata la responsabile della produzione dell’anticorpo utilizzato per evidenziare i G-Quadruplex all’interno delle cellule. Al terzo anno di dottorato a Cambridge, è in buona compagnia: l’équipe di Balasubramanian comprende trenta giovani ricercatori provenienti da tutto il mondo, tra cui altri due italiani: Dario Beraldi, analista di bioinformatica, e Marco Di Antonio, che sta svolgendo a Cambridge un post-doc dopo una laurea e un dottorato a Pavia.