La bilancia fra danno e riparo del DNA: il “tag” è l’ubiquitina

Il nostro genoma, in cui vengono immagazzinate preziose informazioni genetiche, viene sfidato con migliaia di lesioni ogni giorno. Le cellule possiedono un esercito di proteine ​​che cercano, individuano e risolvono queste interruzioni per mantenere l’integrità del genoma, ma poco si sa su come la cellula rafforzi il livello per adattarsi a ogni singolo evento di riparazione. Il livello delle proteine ​​nelle nostre cellule è controllato dalla sintesi e dalla degradazione. Le cellule si liberano delle proteine ​​quando non sono necessarie collegando un piccolo peptide chiamato ubiquitina, una sorta di “tag molecolare”. Gli scienziati dell’Università di Sheffield hanno scoperto ciò che mantiene il perfetto equilibrio tra rotture e riparazioni nel nostro DNA – qualcosa che potrebbe aiutare a migliorare il successo della chemioterapia e combattere la neuro-degenerazione associata all’invecchiamento.

Il nuovo studio, condotto dalla Dr.ssa Sherif El-Khamisy presso il Dipartimento di Biologia Molecolare e Biotecnologie dell’Università di Sheffield, ha rivelato un enzima chiamato UCHL3, che controlla la riparazione del DNA rimuovendo i segni dell’ubiquitina dalla TDP1 – una proteina di riparazione del DNA. I risultati hanno anche implicazioni nell’invecchiamento del cervello, sulla memoria, sulla funzione cognitiva e sull’apprendimento. Una sovra-espressione di UCHL3 causa una minore ubiquitinazione della proteina TDP1 e aumenta il suo livello proteico. Questo accade in certi tumori resistenti alla chemioterapia come il rabdomiosarcoma, il sarcoma dei tessuti molli più comune nei bambini, che ha un effetto debilitante su muscoli, tendini e cartilagine. Una minore attività di UCHL3, tuttavia, è stato provato causare più ubiquitinazione di TDP1 riducendo il suo livello in malattie neurologiche come le atassie – un gruppo di disturbi che influenzano il coordinamento, l’equilibrio e la parola.

La dott.ssa El-Khamisy ha spiegato: “Questo studio identifica l’enzima UCHL3 come un nuovo bersaglio da attaccare con farmaci, in cui la soppressione della sua attività può migliorare il trattamento del cancro, mentre incoraggiare e alimentare la sua attività può combattere la neuro-degenerazione. La riparazione del DNA difettosa è un tema comune in una serie di disturbi neurologici tra cui la malattia dei motoneuroni (SMN) e la demenza. UCHL3 è molto basso nell’atassia spinocerebellare con neuropatia assonale (SCAN1), causando elevati livelli di ubiquitinazione della TDP1 e un suo tasso di ricambio più veloce. Trovare nuovi approcci per alimentare la capacità di migliorare il trattamento di una vasta gamma di malattie neurologiche“.

Passo dopo passo, pezzo dopo pezzo, una conquista alla volta.

  • a cura del Dr. GIanfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.

Pubblicazioni scientifiche

Liao C et al. Cell Rep. 2018 Jun 12; 23(11):3352-3365. 

Mur P, Jemth AS et al., Valle L. Hum Mutat. 2018 Jun 13. 

Mollica PA, Zamponi M et al., Sachs PC. J Cell Sci. 2018 Jun 13.

Yoon G, Caldecott KW. Handb Clin Neurol. 2018;155:105-115.

Informazioni su Dott. Gianfrancesco Cormaci 2479 Articoli
- Laurea in Medicina e Chirurgia nel 1998 (MD Degree in 1998) - Specialista in Biochimica Clinica nel 2002 (Clinical Biochemistry specialty in 2002) - Dottorato in Neurobiologia nel 2006 (Neurobiology PhD in 2006) - Ha soggiornato negli Stati Uniti, Baltimora (MD) come ricercatore alle dipendenze del National Institute on Drug Abuse (NIDA/NIH) e poi alla Johns Hopkins University, dal 2004 al 2008. - Dal 2009 si occupa di Medicina personalizzata. - Detentore di un brevetto sulla preparazione di prodotti gluten-free a partire da regolare farina di frumento immunologicamente neutralizzata (owner of a patent concerning the production of bakery gluten-free products, starting from regular wheat flour). - Responsabile del reparto Ricerca e Sviluppo per la società CoFood s.r.l. (leader of the R&D for the partnership CoFood s.r.l.) - Autore di un libro riguardante la salute e l'alimentazione, con approfondimenti su come questa condizioni tutti i sistemi corporei. - Autore di articoli su informazione medica, salute e benessere sui siti web salutesicilia.com e medicomunicare.it