Svelare i segreti del DNA: come gli embrioni organizzano il genoma all'inizio della vita

RomeRicercatori del Kind Group hanno scoperto nuove informazioni su come il DNA è organizzato nelle cellule embrionali precoci. Questi risultati, pubblicati il 16 settembre 2024 su Nature Genetics, spiegano come il DNA sia strutturato nel nucleo cellulare durante le prime fasi dello sviluppo.

Le cellule embrionali sono particolari perché ciascuna ha la capacità di trasformarsi in qualsiasi tipo di cellula del corpo umano. Di seguito i principali risultati della loro ricerca:

• Posizionamento inusuale del DNA ai margini del nucleo negli embrioni iniziali
• Equilibrio tra la modifica delle proteine e l'attrazione della sequenza del DNA
• Alta flessibilità nella potenziale differenziazione delle prime cellule

L'organizzazione del DNA è cruciale per il controllo delle sue parti attive. Nella maggior parte dei tipi cellulari, il DNA vicino al bordo del nucleo è densamente impacchettato e inattivo. Tuttavia, nelle cellule embrionali iniziali, questo DNA non è sempre inattivo. Questa disposizione particolare è fondamentale per mantenere la capacità delle cellule di trasformarsi in qualsiasi tipo cellulare.

Il team di ricerca ha scoperto che il DNA lontano dal bordo nucleare presenta numerosi cambiamenti specifici nelle proteine. Questi cambiamenti sembrano spingere il DNA lontano dal bordo. Tuttavia, ciò da solo non determina la posizione del DNA. È l'equilibrio tra questo effetto di spinta e la naturale attrazione del DNA verso il bordo nucleare a definire la posizione del DNA.

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Comprendere questa struttura del DNA offre molteplici applicazioni promettenti. Potrebbe supportare la medicina rigenerativa, mostrando come coltivare cellule capaci di trasformarsi in qualsiasi tipo di tessuto. Questa ricerca potrebbe anche migliorare la fertilizzazione in vitro umana, rendendola più efficace replicando la migliore configurazione del DNA riscontrata negli embrioni all'inizio dello sviluppo.

Lo studio potrebbe far progredire il campo dell'epigenetica, che si occupa delle variazioni nell'attività genica che non alterano la sequenza del DNA ma vengono comunque ereditate durante la divisione cellulare. Capendo come si formano e si modificano l'organizzazione del DNA negli embrioni, possiamo imparare a controllare questi processi per trattamenti, ad esempio nel caso del cancro, dove spesso l'organizzazione del DNA è compromessa.

Questa ricerca condotta dal Kind Group fornisce informazioni cruciali sullo sviluppo delle cellule embrionali. Contribuisce a migliorare la scienza medica e i trattamenti, permettendo una migliore comprensione dell'organizzazione del DNA nei primi stadi embrionali.