DNA@HOME, dettagli scientifici del progetto
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Il termine "epigenetica" significa "sopra il gene”, e si riferisce a cambiamenti nell'espressione genica che sono indipendenti dalla sequenza del DNA. Ciò significa che il nostro modo di interagire con il nostro ambiente, il cibo che mangiamo, le sostanze chimiche a cui siamo esposti, ecc possono tutti avere la capacità di cambiare quali geni sono “accesi” e che sono “spenti”, senza mutare il DNA. Questi cambiamenti, indicati collettivamente come "epigenomica", possono influenzare non solo i nostri geni, ma possono essere stabilmente ereditati e influenzare i nostri figli di geni e anche dei nostri nipoti!
La regolazione epigenetica dell'espressione genica si realizza attraverso le azioni di metilazione del DNA, del codice istoni, e con RNA non-codificanti (ad esempio, miRNA), che possono funzionare indipendentemente o in concerto. Il contributo preciso di ogni fattore può variare a seconda del particolare gene di interesse e del suo contesto, per esempio, specie, tipo di cellula, stadio di sviluppo, e l'età dell'organismo. Anche se non tutte le modifiche epigenomiche dovrebbero essere problematiche, alcune potrebbero avere conseguenze negative (ad esempio, uno sviluppo anormale, un aumento della suscettibilità alle malattie).
Con il progetto DNA@Home, studiamo il modo in cui le proteine note come “fattori di trascrizione” si legano per individuare e selezionare le regioni del nostro genoma. Il nostro focus è su due fattori molto interessanti chiamati “Snail” e “Slug” (non legate agli animali del giardino), che hanno dimostrato di giocare un ruolo critico nella malattia. Le espressioni di “Snail” e “Slug” provocano la perdita di proteine di adesione cellulare, rendendo le cellule meno "appiccicose" e più "mobili", causando le metastasi. Così, come si può immaginare, la comprensione di come queste proteine sappiano a quali specifiche sequenze di DNA legarsi, è cruciale nello sviluppo di bersagli terapeutici per le malattie come il cancro.
La famiglia di proteine “Snail” ha dimostrato di svolgere un ruolo importante sia nello sviluppo fisico che nella malattia. Le due proteine “Snail” e “Slug” sono molto simili, come si è visto in questa immagine (2).
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Proteine “Snail” e “Slug” (NDT: “Lumaca” e “Chiocciola”)
La regione repressiva nella prima metà delle proteine è simili all’89%, mentre le regioni di estremità (regioni che legano il DNA) sono 84% identiche. Vi sono anche alcune differenze, soprattutto nel mezzo delle proteine.
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Slug ed EMT (Transizione Epitelio-Mesenchimale):
Questa immagine (3) mostra quello che accade alla proteina E-caderina (tinta in rosso) prima e dopo l'espressione “Snail”. Le cellule sono generalmente in uno stato "epiteliale", il che significa che le cellule sono attaccate insieme. Si può vedere un modello ben definito di E-caderina, che mostra un modello “acciottolato” (cobblestone) o “a maglie” (rosse). Dopo induzione Snail, l’espressione E-caderina si perde, così le cellule perdono la loro "viscosità", e iniziano a muoversi. Il nucleo di ogni cellula è macchiato in blu.
Grazie alla potenza di calcolo messa a disposizione cercheremo di capire il funzionamento di queste due proteine e di come porre rimedio ad eventuali malfunzionamenti.