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Uno studio del Politecnico di Milano rivela la “grammatica” del DNA

Le proteine ??CTCF isolano i vari domini topologici del DNA. Dallo studio è emerso che i domini topologici possono essere suddivisi in due sezioni con sequenze grammaticali speculari, delimitate da due “barriere” e con un “punto di inversione” al centro che separa le sequenze CTCF destra (blu) e sinistra (rossa). Il genoma umano si comprime seguendo una logica “grammaticale” che comprende sequenze CTCF, orientamento e distanza tra loro.

Milano, 27 agosto 2020 – La struttura tridimensionale del DNA è determinata da una serie di regole spaziali basate su particolari sequenze proteiche e sul loro ordine. È quanto emerge da uno studio recentemente pubblicato su Genome Biology da Luca Nanni, dottorando in Informatica e Ingegneria del Politecnico di Milano, insieme ai professori Stefano Ceri della stessa Università e Colin Logie dell’Università di Nijmegen.

Il primo autore dello studio Luca Nanni ha dichiarato: “La più grande innovazione del nostro studio sta nell’aver identificato regole precise per la disposizione delle proteine ??CTCF. La bellezza e la semplicità della grammatica del CTCF ci mostra come la natura e l’evoluzione producano regolarità e sistemi incredibilmente ingegnosi e funzionali. ” “La conoscenza di queste regole consente di ingegnerizzare le sequenze CTCF per ottenere la struttura tridimensionale del DNA desiderata. Ad esempio, dovrebbe essere possibile far interagire due geni scollegati. La modellazione della struttura del DNA aprirà le porte alla creazione di farmaci per il trattamento delle malattie. come il cancro. “

La molecola di DNA, che sarebbe lunga circa due metri se completamente srotolata, si avvolge sulla base di un complesso sistema che ne mantiene l’accessibilità e la corretta lettura per risiedere nel nucleo della cellula. Fondamentali nello studio della struttura tridimensionale del genoma sono i domini topologici, che si pensa aggreghino zone di DNA con ruoli e comportamenti simili. Ad esempio, è probabile che geni con funzioni simili risiedano nello stesso dominio topologico. Nanni ha continuato: “Ci siamo concentrati su alcune sequenze di DNA specifiche che codificano per la proteina CTCF”. “Questa proteina isola porzioni di DNA creando barriere tra i vari domini topologici. Con l’aiuto di simulazioni al computer e la creazione di un modello per classificare queste proteine ??in base al loro orientamento,

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