I telomeri sono talvolta visti come la chiave per vivere più a lungo. Proteggono i geni dai danni ma si accorciano ogni volta che una cellula si divide. Ogni volta che una cellula si divide, i telomeri si accorciano leggermente. Alla fine, diventano così corti che la cellula non può più dividersi con successo e la cellula muore.
Poco si sa sulla struttura della cromatina telomerica a livello molecolare. In un nuovo studio, gli scienziati del Istituto di fisica di Leida (LION) hanno scoperto una nuova struttura del DNA telomerico. Hanno usato metodi della fisica per esperimenti biologici e un minuscolo magnete per la scoperta.
Poiché il DNA tra i telomeri è lungo due metri, deve essere piegato per adattarsi a una cellula. Questo viene fatto avvolgendo i pacchetti di proteine ed DNA insieme per formare una struttura nota come nucleosoma. Un nucleosoma, un frammento di DNA libero (o non legato), un nucleosoma e così via sono disposti secondo uno schema simile a un filo di perline.
La stringa di perline si contrae quindi ancora di più. La lunghezza del DNA tra i nucleosomi - le perline sulla corda - determina come raggiunge questo obiettivo. C'erano già due strutture post-piegatura note. Uno di loro ha DNA libero sospeso nello spazio tra due sfere vicine che si aggrappano insieme (fig. 2A). Le perle vicine non riescono a legarsi insieme se il divario del DNA tra di loro è troppo piccolo. Quindi due pile iniziano a formarsi fianco a fianco.
In questo studio, gli scienziati hanno trovato un'altra struttura telomerica: i nucleosomi sono molto più vicini tra loro, quindi non c'è più DNA libero tra le sfere. Questo alla fine crea una grande elica, o spirale, di DNA.
Gli scienziati hanno scoperto questa nuova struttura utilizzando una combinazione di microscopia elettronica e spettroscopia di forza molecolare. Quest'ultima tecnica proviene dal laboratorio di Van Noort. Qui, un'estremità del DNA è attaccata a un vetrino e una minuscola sfera magnetica è attaccata all'altra.
Una serie di potenti magneti sopra questa sfera separa il filo di perle. Misurando la quantità di forza necessaria per separare le perline una per una, scopri di più su come è piegata la corda. I ricercatori di Singapore hanno quindi utilizzato un microscopio elettronico per comprendere meglio la struttura.
Van Noort ha detto, “La struttura è 'il Santo Graal della biologia molecolare. Conoscere la struttura delle molecole ci darà maggiori informazioni su come i geni vengono attivati e disattivati e su come gli enzimi nelle cellule trattano i telomeri: come riparano e copiano il DNA, per esempio. La scoperta della nuova struttura telomerica migliorerà la nostra comprensione dei mattoni del corpo. E questo, a sua volta, alla fine ci aiuterà a studiare l'invecchiamento e malattie come il cancro e a sviluppare farmaci per combatterli».
Riferimento della Gazzetta:
- Soman, A., Wong, SY, Korolev, N., et al. Struttura colonnare della cromatina telomerica umana. Natura (2022). DOI: 10.1038/s41586-022-05236-5
