Convegno scientifico negli Stati Uniti, pausa caffè. Giovanni e Davide si conoscono da un po’ e approfittano della pausa per raccontarsi quello che stanno facendo. Giovanni Cenci è un genetista dell’Università dell’Aquila e studia i meccanismi che rendono instabili i cromosomi. Davide Corona è invece un biochimico dell’Istituto Telethon Dulbecco (Dti) e il suo laboratorio è ospitato dall’Università di Palermo: la sua specialità sono invece le “chiavi di accesso” al nostro Dna. Entrambi utilizzano come organismo modello la Drosophila melanogaster, il moscerino della frutta che ha permesso gran parte delle scoperte basilari della genetica classica.

Giovanni (nella foto con il suo gruppo di ricerca) è perplesso. Negli ultimi tempi, si è imbattuto in un particolare ceppo di Drosophila che mostrava una tendenza esagerata alla rottura dei cromosomi. Dal momento che questo fenomeno è l’oggetto principale delle sue ricerche, gli si sono immediatamente rizzate le antenne e ha provato a capire se questi animali presentassero dei difetti genetici peculiari. Ma le analisi hanno dato un risultato alquanto bizzarro: il ceppo in questione ha effettivamente una mutazione genetica, ma a carico di un gene che sembra non c’entrare nulla con il controllo della stabilità dei cromosomi. Codifica infatti per una proteina presente sulla membrana dei mitocondri, le centrali energetiche delle cellule, incaricata di trasportare nel citoplasma il citrato in eccesso.

Piccola parentesi biochimica per i non esperti: il citrato è uno dei prodotti intermedi del ciclo di Krebs, tappa fondamentale del metabolismo delle cellule che avviene nei mitocondri. Durante questo ciclo metabolico vengono prodotte la maggior parte delle sostanze necessarie per costruire le molecole organiche. Il citrato, in particolare, è essenziale per produrre gli acidi grassi e il colesterolo.

Giovanni non si spiega il fenomeno che ha osservato, ma prova lo stesso a capire se ha visto giusto. Fornisce allora del citrato alle cellule di Drosophila portatrici del difetto genetico ed effettivamente può constatare che stanno meglio e che i loro cromosomi si rompono molto meno. Sembra proprio che la presenza di citrato nel citosol – che è possibile soltanto grazie a questa proteina che lo “estrae” dal mitocondrio – sia in grado di ristabilire la salute dei cromosomi.

Giovanni comincia allora a pensare a un possibile collegamento tra la presenza di citrato nel citosol e l’integrità nei cromosomi. Forse il citrato diventa la fonte di acetil-CoA, la sostanza essenziale per mettere quelle “bandierine” sulle proteine che legano il Dna o note agli scienziati come gruppi acetilici? E qui entra in gioco l’esperienza di Davide, per cui queste “bandierine” sono il pane quotidiano: l’aggiunta di gruppi acetilici sulle proteine che legano il Dna è infatti uno dei principali meccanismi che regola il grado di impacchettamento su sé stesso del nostro materiale genetico (vedi anche “Porte aperte sul Dna”). E che di conseguenza determina quanto sia accessibile – nel senso materiale del termine – per svariati fenomeni cellulari.

Davide è convinto che Giovanni abbia visto giusto e lo incoraggia a continuare. Non solo, accetta anche di collaborare allo studio con degli esperimenti che confermano la sua intuizione: nei moscerini portatori della mutazione il macchinario che attacca gruppi acetilici sulle proteine che legano il Dna funziona perfettamente. Il problema, quindi, sta proprio nella carenza nel citosol del citrato, la materia prima per costruire le “bandierine”. La cosa ancora più sorprendente è che si tratta di un meccanismo molto conservato dal punto di vista evolutivo: ripetendo infatti gli stessi esperimenti su cellule umane, si osserva la medesima tendenza dei cromosomi a rompersi.

I risultati sono così nuovi che si meritano la pubblicazione su Human Molecular Genetics*: è la prima volta che la biochimica incontra l’epigenetica, ovvero lo studio di tutti quei meccanismi che agiscono “al di sopra dei geni” e che possono influenzare, per esempio, la diversa manifestazione delle malattie tra singoli individui o la risposta individuale ai farmaci. Ed è la prima volta che viene dimostrata un’associazione tra l’instabilità cromosomica (che è alla base di svariate malattie, genetiche e non) e il metabolismo cellulare.

Ma c’è anche un altro aspetto – quello umano – di questa storia che vale la pena di raccontare: Giovanni è uno dei tanti ricercatori che dopo il terremoto che ha colpito l’Abruzzo sono rimasti senza un laboratorio. Per sua “fortuna”, a differenza di altri colleghi non ha perso dati, reagenti costosissimi o linee cellulari costruite in anni di lavoro. Al momento – dato che il suo laboratorio è ancora inagibile – è ospitato presso il dipartimento di Genetica e biologia molecolare dell’Università La Sapienza di Roma dal gruppo di Maurizio Gatti (titolare di un finanziamento Telethon per lo studio della rara sindrome di Nijmegen, proprio grazie all’utilizzo della Drosphila come sistema modello), con cui ha iniziato la sua carriera di ricercatore.

* Patrizia Morciano, Chiara Carrisi, Loredana Capobianco, Linda Mannini, Giosalba Burgio, Gianluca Cestra, Giuseppe E. De Benedetto, Davide F. V Corona, Antonio Musio, Giovanni Cenci, “A conserved role for the mitochondrial citrate transporter Sea/SLC25A1 in the maintenance of chromosome integrity”. Human Molecular Genetics, 2009.


I precedenti