Numeri cromosomici

Cromosomi di cellule staminali aploidi. (Cortesia M.Leeb, A. Wutz).

Quando le cellule danno i numeri: un singolo set di cromosomi può aiutare a capire le funzioni dei geni. Soprattutto se ora conosciamo il gene che fa perdere qualche cromosoma alla cellula.

Il nucleo di ogni cellula di mammifero, essendo diploide, contiene solitamente una serie di cromosomi omologhi (2 set); ecco quindi che nell’Uomo abbiamo 22 paia di cromosomi omologhi non-sessuali, oltre a un paio di cromosomi sessuali, il tutto a dare i canonici 46 cromosomi. Uno di questi set cromosomici è ereditato dal padre, l’altro dalla madre; da questo deriva anche che i nostri geni sono presenti in duplice copia in ogni cellula. I cromosomi sono costituiti da DNA e proteine e quindi il loro codice genetico dice come ogni cellula deve essere e cosa deve fare.

Sappiamo bene quante ricerche sono oggi rivolte a capire come i geni nel nostro DNA possano funzionare e come effettivamente una cellula dell’epidermide possa essere diversa da quella dello stomaco; e ancora di più, cosa effettivamente può portare allo sviluppo di una cellula tumorale. Questo scenario biologico è di per sè molto complesso, anche perchè dobbiamo studiare ben 2 serie di cromosomi omologhi che interagiscono nelle nostre cellule: studiare un solo set di cromosomi potrebbe invece aver dei vantaggi pratici non indifferenti.

Ridurre della metà la complessità genetica all’interno delle cellule è quanto sta alla base del lavoro pubblicato su Nature di Anton Wutz e Martin Leeb del Wellcome Trust Centre for Stem Cell Research di Cambridge. Per la prima volta i due ricercatori hanno creato in laboratorio delle cellule staminali di mammifero con un solo set di cromosomi, partendo da cellule uovo non fecondate di topo. In questo modo inducendo per esempionuna mutazione in un gene di interesse, presente ora in singola copia, sarà più facile indagare le conseguenze sul comportamento della cellula stessa. Più cellule aploidi di questo tipo, cioè con un unico set di cromosomi, potranno poi essere studiate insieme, per capire i meccanismi molecolari alla basse della comunicazione cellulare.

Abbiamo quindi visto come un set intero di cromosomi possa mancare nel nucleo delle cellule messe a punto da Wutz e Leeb: sempre legato ai numeri, ma diverso è il discorso se parliamo delle singole coppie di cromosomi, ognuno dei quali potrebbe trovarsi “da solo”, senza il rispettivo omologo all’interno del nucleo. Al di là di alcune teorie, forse un po’ azzardate riguardo a possibili meccanismi di speciazioni cellulare, queste condizioni dette di aneuploidia sono da sempre e giustamente considerate dei campanelli di allarme per uno sviluppo in senso tumorale della cellula. Ma come può una cellula “perdere” uno o più dei suoi cromosomi?

La risposta viene da alcuni studi condotti al Georgetown University Medical Center, dove hanno identificato un gene solitamente mutato nei tumori umani e diretto responsabile dell’aneuploidia cellulare, come recentemente pubblicato su Science. Il genetista Todd Waldman, coordinatore della ricerca, ha puntato il dito sul gene STAG2, che codifica una proteina responsabile della corretta disposizione spaziale dei cromosomi, all’interno del nucleo durante la divisione cellulare. Questa proteina non è presente in alcune forme di tumori cerebrali, cutanei e ossei: quindi, nel momento della divisione cellulare, qualche cromosoma potrebbe andare perso, propio perchè non correttamente guidato dalla proteina STAG2.

I numeri dei cromosomi all’interno delle nostre cellule sono perciò molto importanti: la loro variazione può sì essere alla base di fenomeni patologici ma può anche essere sfruttata per capire meglio il comportamento delle cellule stesse, a tutto vantaggio della nostra salute.

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