Il dna? In realtà è una “matassa”

Il cromosoma raramente si trova nella forma che siamo abituati a vedere nei libri di biologia, cioè il caratteristico doppio bastoncello (quello X, per intenderci). Normalmente è “disciolto” nel nucleo e costituisce una matassa che al microscopio appare come un groviglio disordinato. Questo caos però negli ultimi anni è stato “misurato” e gli scienziati ne hanno svelato il segreto: i geni nel groviglio sono in realtà organizzati in regioni, che potrebbero avere un ruolo funzionale.

Una ricerca, coordinata da scienziati della Sissa di Trieste, ha ora sviluppato e studiato un modello numerico del cromosoma che supporta i dati sperimentali e offre un’ipotesi sulla funzione della matassa.

Per la maggior parte della sua vita, il cromosoma passa il suo tempo “sciolto” nel citoplasma nucleare. A un occhio inesperto potrebbe sembrare un filo aggrovigliato in maniera casuale, ma i biologi dicono il contrario: anche se una componente di caos nella matassa c’è, le misurazioni sperimentali hanno identificato delle regioni che tendono a contenere geni specifici. Grazie a queste misurazioni si sono ottenute delle mappe del cromosoma nella sua forma sciolta, quella in cui avvengono i processi di trascrizione del dna.

Cristian Micheletti, fisico della Scuola internazionale superiori di studi avanzati, ha coordinato un gruppo di ricerca internazionale - in cui spiccano Marco Di Stefano e Angelo Rosa - che ha escogitato un metodo ingegnoso: da un lato ha permesso di verificare le misure sperimentali note e dall’altro di trovare dati a supporto di una teoria che spiega perché la matassa del dna è organizzata in regioni.

«Usando la vasta mole di dati pubblici sull’espressione genica, abbiamo identificato delle famiglie di geni coregolati all’interno di un cromosoma» ha spiegato Micheletti. I geni co-regolati codificano “in concerto”, ma come questa sincronizzazione avvenga è misterioso, dato che spesso i geni si trovano molto lontani sul filamento di dna. «Le ipotesi principali sono due: o esistono dei “messaggeri” che fanno la spola da un gene all’altro e coordinano l’attività, oppure il filamento di dna ripiegandosi nel groviglio porta i geni della stessa famiglia vicini fisicamente».

Partendo dalla seconda ipotesi, Micheletti e colleghi hanno utilizzato il computer, forzando un modello numerico di dna ad avvicinare i geni coregolati. «I risultati della simulazione hanno fornito una mappa dell’organizzazione dei cromosomi molto simile a quella ottenuta sperimentalmente», spiega Micheletti. «Inoltre il modello è riuscito a mettere vicini i geni della stessa famiglia, come gli chiedevamo di fare, nell’80% dei casi, cioè senza grande sforzo, il che supporta la validità dell’ipotesi e l’efficacia della simulazione».