Un nuovo studio pubblicato su “Nature” da Joachim Lingner e colleghi del Politecnico di Losanna, in Svizzera, ha rivelato l’esistenza di un meccanismo in grado di proteggere il DNA dall’invecchiamento precoce e che si basa su alcune molecole che si accumulano sulla parte terminale dei cromosomi. Grazie a questa ricerca, è oggi possibile identificare i processi che determinano il punto preciso in cui avviene questo accumulo.
L’analisi ha interessato le estremità dei cromosomi, caratterizzati da una sorta di cappucci protettivi composti anch’essi di DNA, chiamati telomeri, che si accorciano via via che la cellula si replica. L’accorciamento dei telomeri o il suo alterato funzionamento, è legato all’invecchiamento della cellula, che smette di dividersi quando sono troppo corti, e a processi patologici come la formazione di neoplasie.
Invecchiamento precoce: le molecole chiamate TERRA
La regolazione della lunghezza dei telomeri è strettamente connessa ad alcune molecole chiamate TERRA (da Telomeric repeat-containing RNA): esse sono state scoperte nel 2007 e sono costituite da RNA che non partecipa alla sintesi di nuove proteine ma ha solo una funzione strutturale per i cromosomi. L’accumulo di TERRA sulle punte dei cromosomi è il segnale che i telomeri devono essere allungati e riparati.
Il team di ricerca ha però voluto capire come facessero le molecole TERRA a trovare il punto corretto del telomero in cui inserirsi, e ha scoperto che quando raggiungono la punta dei cromosomi la loro associazione con i telomeri viene regolata da specifiche proteine, tra cui gioca un ruolo particolarmente importante quella denominata RAD51. Nello specifico, questa proteina consente a TERRA di formare con il telomero una molecola ibrida RNA-DNA, composta da tre filamenti, secondo un processo che finora era stato osservato solo nella riparazione di molecole di DNA alterate.
“La scoperta che questo può avvenire anche alle estremità dei cromosomi quando TERRA si lega ai telomeri rappresenta un cambiamento di paradigma“, ha spiegato Lingner.
Lo studio ha anche spiegato un’altra importante dinamica nel processo di protezione del DNA: i telomeri corti reclutano TERRA in modo molto più efficiente rispetto ai telomeri lunghi. Secondo i ricercatori, quando i telomeri diventano troppo corti, a causa di danni al DNA o perché la cellula si è divisa troppe volte, reclutano le molecole TERRA. Questo reclutamento è mediato da RAD51, che promuove anche l’allungamento e la riparazione dei telomeri stessi.
“Dato il ruolo dei telomeri nella salute e nelle malattie, sarà importante vedere come il meccanismo appena scoperto, dedotto da osservazioni in cellule viventi e riprodotto in vitro, sia regolato nel complesso ambiente cellulare”, conclude Lingner. “Abbiamo proposto un modello sulla base dei dati disponibili, ma spesso nella scienza si scopre che il modello deve essere modificato: ci possono certamente essere ulteriori sorprese”.
