Ecco come il Dna si protegge dalle mutazioni causate dalla luce solare ultravioletta

Cnr: «Importanti applicazioni nelle nanotecnologie e in farmacologia, come la lotta al tumore della pelle»

[12 Gennaio 2022]

Il Dna, ovvero la molecola che codifica le informazioni necessarie per la costruzione delle proteine, assorbe efficientemente la componente ultravioletta (UV) della luce solare – una proprietà comune a moltissime biomolecole –, ma l’elevata energia associata a questa radiazione comporta dei rischi.

L’assorbimento della radiazione ultravioletta potrebbe infatti avviare una catena di reazioni chimiche, con conseguente corruzione delle informazioni codificate nella sequenza di basi (foto-danneggiamento) causando gravi conseguenze (come il tumore alla pelle).

Fortunatamente, nella maggior parte dei casi le molecole di Dna sono in grado di dissipare molto efficacemente l’energia della luce UV, grazie al processo di fotoprotezione: come funziona? Per la prima volta, come testimonia un nuovo studio pubblicato su Nature communications, un team internazionale di ricercatori ha compreso il meccanismo mediante il quale i nucleosidi (gli elementi costitutivi del Dna) dissipano l’energia depositata dalla luce UV.

Lo studio è stato condotto da un team di ricercatori dell’Istituto di fotonica e nanotecnologie del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Ifn), del Politecnico di Milano, dell’Università di Bologna, dell’Università della Tuscia e dell’Heinrich Heine Universität Düsseldorf, ed ha ottenuto questi risultati analizzando i dati ottenuti sfruttando impulsi di luce laser di durata estremamente breve.

«La difficoltà di studiare processi molecolari così veloci è simile a quella di scattare una fotografia di un’auto in corsa a piena velocità – spiega la prima co-autrice Rocío Borrego-Varillas, ricercatrice Cnr-Ifn e Politecnico di Milano – Per evitare che la fotografia risulti mossa, si sceglie un tempo di esposizione sufficientemente corto. Se vogliamo scattare istantanee di un processo molecolare che dura meno di un di miliardesimo di secondo, abbiamo bisogno di lampi di luce UV molto brevi per catturarlo. Studiare come i nucleosidi interagiscono con la luce su queste scale temporali molto brevi è fondamentale per comprendere i complessi processi fisici che portano al foto-danneggiamento del Dna».

Più nel dettaglio, lo studio mostra che nei nucleosidi questi processi sono particolarmente efficienti proprio grazie alla velocità con cui viene dissipata l’energia assorbita, aprendo a «importanti applicazioni nelle nanotecnologie e in farmacologia, come la lotta al tumore della pelle», come spiegano dal Cnr.