Mappa del genoma umano collega RNA e superavvolgimento del DNA

Nei punti in cui le cellule iniziano a leggere i geni, i ricercatori di Georgia Tech hanno individuato uno schema all’interno del DNA: piccoli elementi costitutivi dell’RNA si concentravano vicino ai geni attivi. Guidato dalla professoressa Francesca Storici, il gruppo ha realizzato la prima mappa completa di questi frammenti incorporati nell’intero genoma umano, una mappa che ha chiamato «riboma» nucleare umano.

I frammenti sono noti come ribonucleotidi. DNA e RNA normalmente restano separati, ma i ribonucleotidi possono incorporarsi nel DNA durante processi ordinari come la replicazione e la riparazione. Finora gli scienziati sapevano che erano presenti, ma non disponevano di una visione dell’intero genoma che mostrasse dove si trovassero o se svolgessero una funzione oltre a creare un problema da rimuovere.

La nuova mappa modifica questo quadro. I ribonucleotidi incorporati si concentrano vicino ai punti di avvio dei geni attivi, dove le cellule iniziano a convertire le istruzioni genetiche in RNA. La loro abbondanza aumenta con l’attività di un gene e si concentra nelle regioni esposte al maggiore stress fisico dovuto all’accesso e all’utilizzo ripetuti.

I ricercatori hanno trovato prove del fatto che l’elaborazione di questi frammenti incorporati sembra modificare direttamente il superavvolgimento del DNA, cioè il modo in cui il DNA si attorciglia e si avvolge. Questo collega la composizione chimica della molecola alla sua organizzazione fisica e alla trascrizione — il processo di lettura di un gene — nelle stesse regioni attive.

In concreto, il risultato immediato è una mappa di ricerca per studiare l’interazione tra struttura del genoma, attività dei geni e mantenimento del DNA. La possibilità di applicazioni mediche a lungo termine è più incerta: il lavoro potrebbe contribuire in futuro a spiegare rare malattie autoimmuni associate a difetti nella rimozione dell’RNA incorporato. Lo studio apre la strada a questa ricerca, ma non trasforma ancora la scoperta in un trattamento.