La danza di guerra della molecola guardiano del dna:lo studio di due scienziati bolognesi

E’ controllabile dall’uomo e apre nuove prospettive nella lotta contro cancro e invecchiamento, ma promette anche applicazioni nel fotovoltaico e nell’informatica organica. La scoperta, firmata da due italiani, è annoverata dall’ultimo numero di Nature tra i principali successi della settimana.
Immortalato per la prima volta il “serrate i ranghi” della molecola guardiano del Dna. Scienziati italiani sono infatti riusciti nell’impresa inedita di “fotografare”, tramite potenti microscopi a scansione, la “danza di guerra” delle molecole di guanina: il modo cioè in cui queste si ridispongono, passando dall’assetto allungato, in “fila indiana”, a quello compatto a “testuggine” difensiva, in gruppi di quattro E’ proprio questo il meccanismo molecolare – spiega Gian Piero Spada, dell’Università di Bologna – cui si deve la protezione delle informazioni genetiche custodite nei cromosomi. La guanina è infatti il principale componente dei telomeri: le estremità dei filamenti di Dna che arricciandosi su se stesse lo proteggono, a mo’ di cappucci, dalle aggressioni esterne. Ed è proprio la disposizione a testuggine della guanina a consentire l’arricciamento, continua Spada, che ha coordinato la ricerca insieme a Paolo Samorì, dell’Università di Strasburgo, ex studente e ricercatore a Bologna. Il loro lavoro è finito sotto i riflettori dell’ultimo numero di Nature, ed è in via di pubblicazione, con tanto di copertina, su Angewandte Chemie, una delle riviste di chimica più autorevoli al mondo.I telomeri sono considerati così importanti che l’ultimo premio Nobel per la medicina è andato proprio agli studiosi americani che ne scoprirono la funzione. La guanina sembra infatti giocare un ruolo centrale sia nell’invecchiamento cellulare sia nell'”immortalità” delle cellule tumorali. Ogni volta che una cellula si riproduce infatti, i telomeri del suo Dna normalmente si accorciano, e quando diventano troppo corti la cellula muore. Al contrario, in alcuni tumori, le cellule riescono a mantenere lunghi i propri telomeri, continuando così a riprodursi senza invecchiare. Conoscere meglio il meccanismo molecolare della guanina, apre quindi nuove prospettive nella ricerca medica contro i tumori e l’invecchiamento. Ma c’è di più … . I nostri chimici non si sono infatti limitati a visualizzare il processo. Hanno anche mostrato che questo può aver luogo, non solo in una soluzione liquida, ma anche su una superficie solida e che, per giunta, è controllabile in modo reversibile dall’uomo, tramite un semplice stimolo chimico. Nel nostro caso l’aggiunta e la sottrazione di un sale (picrato di potassio). Ciò accresce le potenziali applicazioni tecnologiche della scoperta. Se infatti siamo in grado di controllare la disposizione delle molecole su una superficie solida, possiamo pensare di usarla in futuro in computer organici, o nell’elettronica molecolare o ancora nel fotovoltaico organico.
E proprio in questa direzione si stanno orientando le ricerche dei due studiosi italiani. Rispetto al fotovoltaico tradizionale, infatti, quello organico presenta due importanti vantaggi: da un lato può essere applicato ad un supporto flessibile (ad esempio una vela, un indumento, o qualsiasi superficie morbida); dall’altro la possibilità di controllarne la struttura e la disposizione molecolare potrebbe accrescerne l’efficienza. Uno dei limiti del fotovoltaico attuale ad esempio è dovuto proprio al fatto che solo una parte delle molecole, quelle che si trovano nella giusta posizione, contribuisce a trasformare l’energia solare in elettrica. Riuscendo a controllarle in modo capillare, questa è la sfida, il rendimento potrebbe essere molto più alto. Nel nostro caso, spiegano gli studiosi, la guanina, a cui possono essere legate altre unità molecolari, potrebbe fungere da struttura portante orientabile, e disporre nel modo desiderato le molecole fotosensibili.
In natura, osserva Spada, molti fenomeni e sistemi complessi sono regolati da meccanismi molecolari reversibili simili a quello descritto per la guanina. Parallelamente i materiali avanzati presentano proprietà innovative e peculiari proprio in virtù della loro intima strutturazione molecolare. E’ la tecnologia che si fa sempre più sofisticata, ispirandosi e imitando i segreti più misteriosi e affascinanti del mondo vivente.
Riferimenti studio: “Dynamers at the Solid-Liquid Interface: Controlling the Reversible Assembly/Reassembly Process between Two Highly Ordered Supramolecular Guanine Motifs**. Artur Ciesielski, Stefano Lena, Stefano Masiero, Gian Piero Spada,* and Paolo Samorì*.
DOI: 10.1002/anie.200905827
Link: http://www3.interscience.wiley.com/cgi-bin/fulltext/123274803/PDFSTART

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