I tre enzimi per la perfetta divisione cellulare

Grazie a uno studio su cellule di lievito è stato possibile individuare tre enzimi essenziali per far sì che ovociti e spermatozoi abbiano esattamente 23 cromosomi ciascuno. Gli enzimi, denominati Mlh1, Mlh3 e Sgs1 agiscono in sinergia per regolare il crossing over, il processo di scambio che porta alla formazione di cromosomi ricombinanti, contenenti alcuni geni di origine materna e alcuni di origine paterna.

Com’è noto le cellule umane hanno un corredo di 46 cromosomi, 23 di origine materna e 23 di origine paterna. Se il numero non è corretto, la cellula viene di solito eliminata, e se questo non accade possono insorgere patologie più o meno gravi; nel caso della sindrome di Down, per esempio, c’è una copia in più del cromosoma 21.

Un gruppo di ricerca dell’università della California a Davis, guidato dal microbiologo Neil Hunter, ha ora scoperto uno strumento biologico essenziale per far sì che ovociti e spermatozoi abbiano esattamente 23 cromosomi ciascuno, aprendo la strada a una migliore comprensione e dei meccanismi della fertilità e delle malattie ereditarie dovute ad anomalie cromosomiche.

Durante la meiosi, la divisione cellulare che dà luogo ai gameti (ovociti e spermatozoi), un processo chiamato crossing over, o scambio, porta alla formazione di cromosomi ricombinanti, che contengono alcuni geni di origine materna e alcuni di origine paterna. Si tratto di un processo fondamentale, che si è evoluto per aumentare la variabilità genica nella generazione successiva.

Ciascuna coppia di cromosomi deve contenere almeno uno scambio, ma più di due possono destabilizzare il genoma. Sull’ultimo numero della rivista “Cell”, Hunter e colleghi descrivono lo strumento, finora rimasto sconosciuto, che aiuterebbe a spiegare come avviene la regolazione del crossing over.

Per il loro studio, Hunter e colleghi hanno lavorato su cellule di lievito, i cui processi legati alla formazione di spore hanno molti aspetti simili alla formazione dei gameti sessuali nell’essere umano.

Si è così scoperto che tre enzimi denominati Mlh1, Mlh3 e Sgs1 agiscono in sinergia per “tagliare” il DNAa nei punti corretti e realizzare i crossover. Un aspetto particolarmente interessante è il fatto che gli analoghi umani di questi enzimi sono ben noti per il loro ruolo nei processi di soppressione tumorale.

In una forma ereditaria di tumore del colon, per esempio, Mlh1 ed Mlh3 si presentano in una forma mutata. Inoltre, il Blm, l’equivalente umano delll’Sgs1, è mutato nella sindrome di Bloom, una patologia che predispone allo sviluppo di una neoplasia.
(Le Scienze)
“L’Sgs1 è stato la sorpresa più grande”, ha concluso Hunter. “Finora, ritenevamo che fosse implicato nello svolgimento del DNA per impedire il crossover. Il suo nuovo ruolo è rimasto nascosto da altri enzimi che possono intervenire quando esso manca; mentre altri enzimi tagliano il DNA in modo casuale, Mlh1-Mlh3-Sgs1 sono specificamente dedicati al crossover: la loro funzione è cruciale per la meiosi e la loro scoperta è stata un enorme passo avanti per questo ambito di ricerche”.