La chimica del danno del DNA

Il radicale idrossile OH rappresenta una delle specie più pericolose per l’alterazione delle biomolecole, coinvolta nei danni biologici e nell’invecchiamento. Questa reattività può causare modifiche delle quattro unità nucleotidiche adenosina, guanosina, timina e citosina. Il progetto CYCLOGUO (“Formation and roles of the 5’,8-cyclo-2’-deoxyguanosine lesion”), finanziato dall’UE, affrontava nello specifico le lesioni del DNA note come danno tandem delle basi puriniche 2’-deossiadenosina e 2’-deossiguanosina.

I partner del progetto si sono concentrati sugli studi chimici delle lesioni di 5’,8-cPus, risolvendo i problemi nella sintesi delle quattro strutture diastereomeriche. La disponibilità delle quattro lesioni è necessaria per condurre studi successivi sulle loro proprietà strutturali, funzionali e biologiche. L’incorporazione di questi analoghi modificati di fosforammiditi nelle sequenze di oligonucleotidi può simulare le lesioni che si verificano sui filamenti del DNA. Questo studio biomimetico è necessario per comprendere le potenziali conseguenze in vivo.

Il progetto CYCLOGUO si è occupato di 5’,8-cPus e dei loro fosforammiditi derivati da 2’-deossiguanosina, e ha sviluppato un protocollo di sintesi per le lesioni a 5’,8-cyclo-dGuo. La nuova metodologia è stata completata con la sintesi di fosforammiditi 5’,8-cyclo-dGuo. Anche i fosforammiditi 5’,8-cPu dell’adenina sono stati sintetizzati, e ogni lesione è stata incorporata in filamenti di oligonucleotidi secondo la tecnica della sintesi del DNA in fase solida.

Inoltre i composti 5’,8-cPus sono stati sviluppati come biomarcatori dello stress ossidativo del DNA per un confronto con 8-oxo-7,8-diidro-2-deossiguanosina, attualmente in uso. I ricercatori hanno sintetizzato equivalenti isotopi arricchiti in 15N dei quattro 5’,8-cPus per valutare i campioni di DNA sulla base della tecnica di spettrometria di massa tandem con isotopi stabili (diluizione isotopica).

CYCLOGUO ha studiato la biologia chimica del danno e della riparazione del DNA. Questo argomento ha importante applicazioni mediche, perché l’alterazione del DNA e il malfunzionamento dei sistemi di riparazione causano mutazioni e malattie.