Scoperti nuovi superavvolgimenti del Dna, la ricerca coinvolge anche Bari

BARI - Il DNA, trascinato attraverso un canale nanometrico, può attorcigliarsi in strutture particolari chiamate plectonemi, simili alle spirali di un filo del telefono. È quanto dimostrato da una ricerca coordinata da Ulrich Keyser dell’Università di Cambridge e da Cristian Micheletti della SISSA di Trieste, realizzata in collaborazione con Antonio Suma del Dipartimento interuniversitario di Fisica dell’Università e del Politecnico di Bari e con il gruppo di Aleksei Aksimentiev dell’Università dell’Illinois.

Combinando esperimenti e simulazioni, i ricercatori hanno osservato che il flusso del fluido, durante il passaggio del DNA in un nanoporo, provoca una torsione che percorre la doppia elica fino a generare superavvolgimenti. Questi lasciano una firma elettrica caratteristica, distinguibile dai segnali prodotti dai nodi del DNA, fino ad oggi considerati l’unica forma di aggrovigliamento.

L’indagine è rilevante perché i plectonemi potrebbero avere un ruolo cruciale nell’organizzazione dei cromosomi all’interno del nucleo cellulare. L’uso dei nanopori apre dunque nuove prospettive nello studio degli enzimi che regolano la formazione e la rimozione dei superavvolgimenti.

“Gli esperimenti condotti a Cambridge mostravano segnali troppo frequenti per essere dovuti a semplici nodi – ha spiegato Micheletti –. Le simulazioni hanno confermato che si trattava proprio di plectonemi generati dalla rotazione del DNA nel nanoporo”.

Il contributo barese è stato fondamentale nella parte teorica. “Abbiamo utilizzato i modelli come un microscopio virtuale per distinguere i segnali dei nodi da quelli dei plectonemi – ha aggiunto Suma –. Questo ci permette di interpretare meglio l’organizzazione e la stabilità del DNA”.

Gli autori sottolineano anche le ricadute applicative: distinguere i superavvolgimenti significa leggere con maggiore precisione la struttura del DNA, valutarne l’integrità e individuare eventuali danni. Inoltre, comprendere il ruolo dei plectonemi nella compattezza dei cromosomi potrà fornire strumenti utili per lo studio di enzimi chiave della biologia molecolare.

“La nostra ricerca – ha concluso Suma – dimostra che i nanopori non solo possono generare queste complesse strutture, ma anche riconoscerle tramite segnali elettrici specifici. È una base solida per sviluppare nuove tecniche di indagine sul DNA e aprire strade finora poco esplorate”.