Cancro-Immagine: cromosomi in cellule con raddoppio dell’intero genoma. Crediti: Elisa Oricchio/Giovanni Ciriello (EPFL/UNIL)
Una singola cellula contiene 2-3 metri di DNA, il che significa che l’unico modo per conservarlo è impacchettarlo in bobine strette. La soluzione è la cromatina: un complesso di DNA avvolto attorno a proteine chiamate istoni. Nello spazio 3D, questo complesso viene progressivamente ripiegato in un’organizzazione multistrato composta da anelli, domini e compartimenti, che costituisce ciò che conosciamo come cromosomi.
L’organizzazione della cromatina è strettamente legata all’espressione genica e al corretto funzionamento della cellula, quindi qualsiasi problema nella struttura della cromatina può avere effetti dannosi, incluso lo sviluppo del cancro.
Un evento comune in circa il 30% di tutti i tumori umani è il “raddoppiamento dell’intero genoma” (WGD), per cui l’intero set di cromosomi in una cellula viene duplicato. Il WGD porta all’instabilità genomica all’interno della cellula, che può provocare alterazioni cromosomiche e altre mutazioni che contribuiscono allo sviluppo del cancro.
Ora, un team di ricercatori guidato da Elisa Oricchio dell’EPFL e Giovanni Ciriello dell’UNIL, ha scoperto un nuovo indizio su come il WGD guida il cancro. In uno studio pubblicato su Nature, gli scienziati mostrano che il WGD può influenzare l’organizzazione 3D della cromatina all’interno della cellula attraverso un fenomeno chiamato “perdita della segregazione della cromatina”.
I ricercatori hanno esaminato le cellule prive del gene oncosoppressore p53 che per questo motivo sono diventate inclini a WGD. Hanno scoperto che il WGD porta a una riduzione della segregazione degli elementi strutturali della cromatina, come anelli, domini e compartimenti, ribaltando la sua attenta organizzazione nella cellula.
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Il risultato è una miscelazione di materiale genetico che normalmente viene tenuto separato, modificando la posizione delle regioni genomiche nello spazio 3D, noto come “riposizionamento di sottocompartimenti”. Questo pone le basi per l’attivazione di oncogeni, che sono geni che contribuiscono allo sviluppo del cancro.
I ricercatori hanno anche scoperto che gli effetti del WGD sull’organizzazione della cromatina sono in gran parte indipendenti dalle alterazioni cromosomiche, il che significa che la perdita di segregazione della cromatina e l’instabilità cromosomica sono meccanismi complementari che lavorano insieme per promuovere lo sviluppo del cancro.
Il lavoro fornisce un nuovo modo di guardare al ruolo del WGD e dell’organizzazione della cromatina nello sviluppo del cancro. In futuro, profili molecolari di singola cellula altamente multiplexati, combinati con tecnologie di codici a barre e nuovi approcci computazionali, potrebbero aiutare a scoprire ulteriormente quale ruolo gioca la disorganizzazione della struttura 3D della cromatina nella trasformazione di una cellula in cancerosa.
Fonte: Nature
