Le leggi fisiche che guidano la dinamica del genoma

I cromosomi che ospitano il genoma degli organismi non sono fermi, ma si muovono continuamente all’interno del nucleo cellulare. Un lavoro pubblicato recentemente su Nature Genetics, frutto di una collaborazione tra l’istituto FMI di Basilea e il gruppo di ricerca di Guido Tiana, docente di Fisica presso il dipartimento di Fisica “Aldo Pontremoli” dell’Università Statale di Milano, ha studiato quali siano le leggi fisiche fondamentali che regolano questa dinamica. Combinando dati di microscopia ad altissima risoluzione spaziale e temporale con simulazioni e modelli teorici, dallo studio è emerso che la dinamica delle diverse regioni dei cromosomi non risente delle forti interazioni che esistono tra di esse ma si muovono molto liberamente nello spazio, come se queste interazioni non ci fossero.

“L’elemento chiave per conciliare interazioni forti con una dinamica veloce – spiega il professor Tiana - è il fatto che queste interazioni siano mediate da una proteina, la coesina, che ‘corre’ lungo i cromosomi tenendo in contatto regioni diverse in modo molto dinamico. Comprendere le regole a cui obbedisce la dinamica dei cromosomi è importante perché la loro struttura tridimensionale contribuisce al controllo dell’espressione genica e questa dev’essere regolata temporalmente in modo preciso”.

Come riporta Yinxiu Zhan, coautore dell’articolo e ora a capo dell’unità di data science dell’Istituto Europeo di Oncologia, “l’evoluzione naturale ha creato un meccanismo complesso per ottenere una dinamica semplice”.

Il link allo studio pubblicato su Nature Genetics.