Grazie ai progressi nella genomica, gli scienziati stanno scoprendo ulteriori componenti dell’alfabeto del DNA negli animali.
Le insolite modifiche chimiche del DNA, hanno un significato speciale o sono solo segni che le macchine cellulari stanno commettendo errori?
I genetisti della scuola di medicina dell’Università di Emory guidati da Peng Jin, stanno studiando una modifica del DNA degli animali che non è ancora ben compresa: la metilazione del DNA dell’ adenina (l ‘adenina è una delle due basi azotate puriniche (insieme alla guanina) che formano i nucleotidi degli acidi nucleici DNA e RNA), una modificazione epigenetica del DNA. Il processo consiste nel legame di un gruppo metile (-CH3) ad una base azotata. Differenti basi azotate possono subire questo tipo di modifiche per diverse funzioni. L’adenina può essere metilata a livello delle sequenze GmeATC del genoma di alcuni batteri come l’ Escherichia coli, dall’enzima dam (DNA adenina metilasi).
( Vedi anche:Risolto il mistero biologico dell’ organizzazione del DNA).
I risultati dello studio sono stati pubblicati in Nature Communications .
Un altro esempio di metilazione del DNA è la metilazione della citosina (la citosina è una delle tre basi azotate pirimidiniche che formano i nucleotidi degli acidi nucleici DNA e RNA) che costituisce la quasi totalità della metilazione di DNA eucariotico. La metilazione sulla lettera C (citosina) del DNA chiude generalmente i geni ed è una parte importante della regolazione epigenetica, un modo per le cellule di cambiare la lettura del codice del DNA senza alterare le lettere stesse del DNA. La metilazione descrive un marchio costituito da un atomo di carbonio e da tre di idrogeno: -CH3.
Cosa succede se la metilazione compare sull’adenina?
La N6-metiladenina viene utilizzata dai batteri per difendersi dall’invasione dei fagi (virus che infettano i batteri). La stessa modifica è stata recentemente identificata nel DNA degli insetti e dei mammiferi, ma questa fioritura epigenetica è in attesa di una spiegazione completa della sua funzione.
“Abbiamo scoperto che N 6-metil A è dinamica e questo potrebbe suggerire un suo ruolo funzionale”, dice Jin. “Detto questo, gli enzimi che riconoscono, aggiungono e cancellano questo tipo di metilazione del DNA sono ancora misteriosi”.
Il primo autore della ricerca, Bing Yao, Professore ordinario di genetica umana, ha recentemente istituito un proprio laboratorio a Emory per esaminare queste e altre parti emergenti dell’alfabeto del DNA. Jin è vice Presidente della ricerca nel Dipartimento di Genetica Umana.
Nel documento pubblicato in Nature Communications, Yao, Jin ed i loro colleghi hanno esaminato la regione della corteccia prefrontale del cervello di topi sottoposti a stress, in modelli standard per lo studio della depressione (test forzato di nuoto e test di sospensione della coda).
Gli scienziati hanno trovato che in queste condizioni di stress, l’abbondanza di N6-metiladenina nel DNA delle cellule cerebrali è aumentata di quattro volte. La modifica del DNA è stata rilevata con due tecniche sensibili: cromatografia liquida / spettrometria di massa e legame ad un anticorpo contro N6-metilidadina. L’abbondanza di picco è di circa 25 parti per milione, che non è così elevata – ma sembra essere limitata a determinate regioni del genoma.
La modifica della N6-metilA tendeva ad apparire di più in regioni che erano tra i geni ed era per lo più esclusa dalle parti del genoma che codificano le proteine. La perdita di N6-metil-A è correlata a geni sovraccaricati da stress, suggerendo che qualcosa la rimuove intorno ai geni attivi.
” Sembra che ci sia un “discorso” tra la metilazione A e C”, aggiunge Jin.
I geni che portano cambiamenti di 6mA indotti da stress si sovrappongono a quelli associati a disturbi neuropsichiatrici.
Fonte: Nature
