Unconnubio fra biologia e informatica per mappare le porte di accessoal Dna: è quanto hanno fatto i ricercatori dell' Universitàdi Palermo guidatida DavideCorona dell' IstitutoTelethon Dulbecco* ,meritandosi le pagine di una rivista prestigiosa come EMBOJournal **.Cuore dell'attività di ricerca del team siciliano è studiare comeil Dna è organizzato nello spazio e, in particolare, quei meccanismiche ne regolano l'impacchettamento all'interno delle cellule:ogni cellula del nostro organismo ne contiene infatti circa duemetri, compattati all'interno di un nucleo che ha un diametro disoli 5 millesimi di millimetro! Per poter essere contenuto in unastruttura così piccola il nostro patrimonio genetico è quindifortemente condensato, grazie anche alla collaborazione di numeroseproteine. Tra queste ci sono per esempio quelle che compongono i nucleosomi, speciali "rocchetti" su cui il Dna si avvolge proprio come in unacollana.
Quandola cellula deve leggere il codice genetico per produrre una certaproteina deve però "decondensare" il Dna in quel preciso punto:per farlo si avvale di specifici aiutanti come la proteina ISWI,scoperta proprio da Corona nel 2007. « L'importanzadi ISWI nella vita della cellula è confermata dal fatto che è moltoconservata dal punto di vista evolutivo »spiega il ricercatore, che nel 2010 è stato l'unico italiano tra i21 giovani scienziati europei premiati dall'Organizzazione europeaper la biologia molecolare (Embo). « Bastipensare che quella della Drosophila melanogaster, ilmoscerino della frutta su cui abbiamo svolto i nostri esperimenti,non solo svolge la stessa funzione di quella umana, ma le somigliaper il 90% della sua sequenza. Quando manca, la cellula non riescepiù a leggere correttamente le informazioni genetiche: capireesattamente come e perché questo accade può spiegare anche ilmeccanismo alla base di diverse malattie genetiche e di alcunitumori ».
Iricercatori siciliani si sono quindi messi all'opera per capirequali fossero i siti di azione di ISWI. « Abbiamofatto una sorta di "scansione completa" del genoma di Drosophila ,mappando tutti i punti del suo Dna in cui questa proteina si legavaper svolgere la sua funzione »spiegano AnnaSala e MariaToto ,ricercatrici del team di Corona che hanno coordinato gli esperimenti.« Abbiamoscoperto che ISWI preferisce legarsi all'inizio dei geni, per farespazio al macchinario cellulare addetto a leggere le informazionicontenute nel Dna. Grazie alla nostra mappa oggi possiamo localizzarecon la precisione di un GPS i geni regolati da ISWI e studiarli ».Questo ha interessanti ricadute nello studio di numerose malattie,rare e genetiche come la sindrome di Williams ma anche diversitumori, associate a geni regolati da ISWI: facendo un parallelismotra il genoma dl moscerino e quello dell'uomo si potrannoindividuare e spiegare così i meccanismi alla base di almeno 20-30patologie molto diverse, ma accomunate da un problemanell'impacchettamento del Dna nello spazio.
Tuttoquesto, però, non sarebbe stato possibile senza l'aiutodell'informatica e, in particolare, grazie al contributo dei gruppidi ricerca del professor Vito Di Gesù e del professor RaffaeleGiancarlo del dipartimento di Matematica e applicazionidell'Università di Palermo. « Comeaccade sempre più spesso in biologia, il problema non è più quellodi ottenere dati, ma di interpretarli : aCorona e al suo gruppo serviva un algoritmo che li aiutasse aorientarsi nel mare di informazioni ottenute dalla scansione del Dnadi Drosophila»spiega LucaPinello ,che ha sviluppato questo strumento. « Lacosa più difficile e stimolante al tempo stesso è stata mettereinsieme competenze così diverse? per la nostra forma mentis ilDna potrebbe anche essere letto a due lettere alla volta e nonnecessariamente a tre come dettano le leggi fondamentali dellabiologia! Ma l'interdisciplinarietà è un generatore formidabiledi conoscenza: basti pensare che lo stesso algoritmo con cui abbiamointerpretato i dati del genoma del moscerino della frutta ci hapermesso anche di analizzare informazioni molto diverse cometracciati elettrocardiografici o le onde emesse da particolaristelle ».
Conquesta mappa alla mano, Corona e il suo gruppo sono pronti ad andarea caccia dei geni umani sotto il controllo di ISWI, ma non solo: comespiega il ricercatore, « potremoanche studiare quelle regioni apparentemente "spazzatura" delnostro genoma in cui però ISWI va a legarsi, nonostante non ci sianogeni e quindi proteine da produrre. Perché? Tocca a noi scoprirlo !».
Illavoro di Davide Corona è sostenuto anche da Sisal .
Roma,29 marzo 2011
*L' IstitutoTelethon Dulbecco (Dti, http://dti.telethon.it ) èun istituto virtuale creato da Telethon nel 1999 per fornire a ungruppo selezionato di ricercatori la possibilità di una carrieraindipendente. Questo "istituto" è intitolato al premio Nobel perla medicina Renato Dulbecco, che nel 1999 decise di devolvere aTelethon il compenso ricevuto per la partecipazione al Festival diSanremo, ponendo le basi per questa importante iniziativa.Attualmente il Dti conta 22 laboratori: 11 a Milano, 2 a Padova e aRoma, uno a Napoli, Ferrara, Pisa, Modena, Torino e Palermo, per untotale di oltre 110 persone.
Grazieal programma Dti e alla Armenise-Harvard Foundation, nel 2004 Coronaha realizzato il suo sogno di poter fare ricerca in Italia dopo molti anni dilavoro all'estero. Tra i riconoscimenti ottenuti, oltre al premioEmbo del 2010 da segnalare il "Riconoscimentoper la ricerca scientifica in Sicilia" nell'ambito del premio"Obiettivo Legalità" 2009.
** A.Sala, M. Toto, L. Pinello, A. Gabriele, Valeria Di Benedetto, A.Ingrassia, G. Lo Bosco, V. Di Gesù, R. Giancarlo, D. Corona ," Genome-widecharacterization of chromatin binding and nucleosome spacing activityof the nucleosome remodelling ATPase ISWI" . The EMBOJournal ,2011.
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