Scoperta rivoluzionaria sulla struttura del DNA cristallizzato collega insulina e diabete

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Di Fedele Bello
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Filamenti di DNA a forma di cristallo accanto alla molecola di insulina.

RomeRicercatori dell'University College London (UCL) hanno scoperto la prima struttura cristallina di una forma differente di DNA, presente nel gene dell'insulina, denominata i-motif. Questa nuova struttura ci aiuta a comprendere meglio come viene regolata l'insulina e il suo possibile impatto sul trattamento del diabete. Sebbene il DNA sia solitamente conosciuto per la sua forma a doppia elica, altre strutture come l'i-motif svolgono ruoli importanti nel controllo genetico.

Gli scienziati hanno utilizzato un metodo speciale per concentrare una soluzione di DNA e creare cristalli adatti all'analisi con raggi X. Questo ha permesso di visualizzare la struttura tridimensionale precisa dell'i-motif. Tra le scoperte principali figurano:

  • L'i-motif è una struttura del DNA a quattro filamenti con caratteristiche di incastro uniche.
  • Diversi varianti di sequenza nel gene dell'insulina creano forme di DNA distinte.
  • La forma del DNA può influenzare l'attivazione o la disattivazione del gene dell'insulina.

La scoperta di diverse strutture del DNA è importante perché dimostra come queste forme possano influenzare le cause genetiche di malattie come il diabete. Comprendere l'impatto degli i-motifs sulla funzione dei geni apre nuove possibilità per trattare queste patologie. Ad esempio, ora gli scienziati possono utilizzare computer per progettare farmaci che colpiscono specificamente la forma i-motif nel DNA. Questo metodo, chiamato progettazione razionale di farmaci, consiste nel creare sostanze chimiche che si adattano perfettamente alla struttura del DNA, il che potrebbe portare a nuove cure per il diabete.

Comprendere la struttura del i-motif nel gene dell'insulina ci può aiutare a saperne di più sul diabete. Differenze nella forma di questo DNA tra le persone potrebbero portare a diverse quantità di produzione di insulina, influenzando il rischio di diabete e il trattamento.

Le implicazioni di questa scoperta sono notevoli. Creando un modello per il i-motif, la ricerca fornisce una guida utile per studiare altre parti del genoma con strutture di DNA simili. Questo potrebbe portare a nuove intuizioni su come i geni sono regolati in varie malattie, inclusi il cancro e i disturbi neurologici.

Lo studio non solo svela una nuova struttura del DNA ma getta anche le basi per future ricerche e lo sviluppo di terapie. La Scuola di Farmacia dell'UCL, rinomata per il suo lavoro sulle diverse strutture del DNA, ha trasformato la nostra comprensione e il trattamento delle malattie genetiche concentrandosi sull'architettura del DNA.

Lo studio è pubblicato qui:

http://dx.doi.org/10.1038/s41467-024-50553-0

e la sua citazione ufficiale - inclusi autori e rivista - è

Dilek Guneri, Effrosyni Alexandrou, Kamel El Omari, Zuzana Dvořáková, Rupesh V. Chikhale, Daniel T. S. Pike, Christopher A. Waudby, Christopher J. Morris, Shozeb Haider, Gary N. Parkinson, Zoë A. E. Waller. Structural insights into i-motif DNA structures in sequences from the insulin-linked polymorphic region. Nature Communications, 2024; 15 (1) DOI: 10.1038/s41467-024-50553-0
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