Ricercatori italiani e americani migliorano la precisione nell’accoppiamento tra filamenti di DNA – Qui Salute Magazine
Il riconoscimento selettivo tra molecole è alla base di gran parte dei processi chimici, sia naturali che artificiali. La precisione in queste interazioni è cruciale: un solo errore nel legame tra substrati ed enzimi, o nell’appaiamento delle basi del DNA, può portare a conseguenze anche gravi, come malattie genetiche. Proprio per questo motivo, da anni la ricerca scientifica punta a migliorare i meccanismi di riconoscimento molecolare, con applicazioni in ambiti come la medicina, i sensori e la scienza dei materiali.
Uno studio realizzato dalle Università di Padova e Roma Tor Vergata, in collaborazione con la Northwestern University negli Stati Uniti, e pubblicato sulla prestigiosa rivista Nature Nanotechnology, propone un approccio innovativo per aumentare la precisione nel riconoscimento tra due filamenti di DNA, riducendo sensibilmente gli errori nell’accoppiamento delle basi.
Nel dettaglio, i ricercatori hanno messo a punto un sistema ispirato alla “correzione cinetica” utilizzata dalla natura. Questo processo, adottato dagli enzimi durante la replicazione del DNA, permette di identificare e correggere errori prima che possano generare mutazioni. Partendo da questo modello naturale, gli studiosi italiani hanno sviluppato una tecnica basata su un meccanismo chiamato information ratchet (letteralmente “cricchetto informativo”), già utilizzato in passato nella costruzione di motori e pompe molecolari.
“Abbiamo replicato questo concetto per correggere gli errori di legame tra piccoli frammenti di DNA”, spiegano i professori Leonard Prins dell’Università di Padova e Francesco Ricci dell’Università di Roma Tor Vergata. “Il nostro sistema permette di migliorare l’accuratezza dell’appaiamento tra i filamenti, portandola dal 67% all’86%, senza bisogno di enzimi complessi: l’intervento avviene direttamente sul DNA”.
Questo avanzamento apre scenari molto promettenti: si potranno realizzare catalizzatori più selettivi, sensori molecolari estremamente sensibili e nuovi materiali dalle prestazioni superiori. Ma non solo. I risultati ottenuti suggeriscono anche nuove ipotesi sull’origine della vita: è possibile, infatti, che molecole primitive abbiano utilizzato meccanismi simili per garantire una trasmissione fedele dell’informazione genetica, molto prima dell’evoluzione degli attuali sistemi enzimatici.