Visualizzare la riparazione del DNA

Le cellule si sono evolute in modo da conservare l’integrità del loro materiale genetico attraverso meccanismi sofisticati. Quando il DNA subisce danni, ad esempio per irradiazione, subisce rotture a doppio filamento (DSB) che vengono riparate attraverso enzimi specializzati. Una riparazione non corretta del DNA può determinare la formazione del cancro.

Dopo il danno, le DSB non solo rappresentano l’unico evento che avviene, ma sono strettamente legate alle modifiche nella struttura della cromatina in prossimità delle DSB stesse. Si ritiene che ciò favorisca l’accesso di proteine riparatrici al DNA, allo scopo di ripristinare l’integrità genomica.

Su tali premesse, il progetto LCS (“Study of protein dynamics in living cells after DNA damage”), finanziato dall’UE, si è accinto ad analizzare la dinamica del danno al DNA, dedicando una particolare attenzione alle proteine correlate alla cromatina. Ai ricercatori di LCS interessava comprendere come il processo di apertura della cromatina si coordini per dare accesso al meccanismo di riparazione del DNA.

A tale scopo, hanno indotto danni al DNA mediati da ultravioletti in cellule sia murine che umane in vitro e hanno seguito la cinetica di una serie di proteine nucleari attraverso l’immaginografia a fluorescenza. Mediante la bioinformatica adottata, sono riusciti ad associare le modifiche della fluorescenza con la localizzazione delle proteine. Hanno compiuto l’interessante osservazione che la proteina Oct-4 è in grado di riconoscere lesioni al DNA e che nelle aree di DSB vengono reclutati fattori di trascrizione aggiuntivi.

Inoltre, il team di ricerca ha indagato sul modo con cui le modificazioni epigenetiche influenzano la riparazione del DNA, scoprendo che al danno del DNA fa seguito una ridisposizione complessiva del pattern epigenetico.

Nel complesso, le conclusioni dello studio LCS forniranno conoscenze fondamentali sul meccanismo della riparazione del DNA dopo il danno. I risultati scaturiti hanno un impatto traslativo, poiché consentono di comprendere meglio come si sviluppa il cancro e gli eventi che seguono il trattamento per irradiazione.