Scoperta sugli stati strutturali del DNA grazie all'uso della trappola a doppio laser

Un esperimento condotto da alcuni ricercatori fiorentini è riuscito a ricavare informazioni collegate alla trasformazione strutturale del DNA (riguardanti cioè la lunghezza, l’elicità e le diverse conformazioni che la molecola può assumere), ricorrendo a due laser confocali capaci di generare una forza pari a diverse centinaia di piconewton. Lo studio coordinato da Vincenzo Lombardi, ordinario di Fisiologia presso l’Ateneo, è stato oggetto di una pubblicazione sulla rivista scientifica Nucleid Acids Research (doi: 10.1093/nar/gkt1297). Del gruppo di lavoro hanno fanno parte anche il fisico Lorenzo Bongini ed i fisiologi Pasquale Bianco e Luca Melli.

L’uso della trappola a doppio laser confocale permette di estendere di dieci volte la forza rispetto al singolo laser e di studiare così gli stati strutturali che si vengono a generare a causa di queste forze. “Sappiamo che le risposte strutturali del DNA a queste forze sono correlate a quelle prodotte dalle proteine che controllano i processi di duplicazione, ricombinazione e riparazione del DNA– spiega Bianco, il fisiologo che ha sperimentato per primo il sistema della trappola a doppio laser durante il periodo di dottorato all’estero – e quindi l’esperimento serve a chiarire i meccanismi di funzionamento del DNA”.

  “Per la prima volta – afferma Bongini – è stato possibile registrare l’andamento temporale della reazione di allungamento della molecola e descrivere la cinetica e l’energetica della transizione di stato. Si è potuto perciò dimostrare la presenza di due stati strutturali della doppia elica e che la denaturazione e la formazione della singola elica avvengono in seguito”.

 Il successo dell’esperimento è legato all’originalità dell’approccio metodologico, che sfrutta la tecnologia sviluppata nel Laboratorio di Fisiologia per le ricerche sulla meccanica delle proteine coinvolte nella contrazione muscolare. “Una contaminazione tra esperienze e culture scientifiche diverse che si è rivelata quanto mai efficace” - commenta Lombardi, facendo notare  la vicinanza del laboratorio di Fisiologia al Centro Interdipartimentale per lo Studio delle Dinamiche Complesse, presso il Dipartimento di Fisica, da cui proviene Bongini.

rp