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Riconoscimento chirale tra DNA e nanoparticelle: uno studio su Angewandte Chemie

18 Maggio, 2018
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Riconoscimento chirale tra DNA e nanoparticelle: uno studio su Angewandte Chemie

Un oggetto, una struttura o una molecola le cui immagini speculari non si possono sovrapporre – ad esempio le nostre mani –si definiscono chirali. In chimica, una molecola chirale e la sua immagine speculare sono chiamate enantiomeri, e l’abilità da parte di molecole biologiche chirali come il DNA di discriminare tra due enantiomeri costituisce uno dei maggiori fenomeni alla base della vita, ovvero il riconoscimento chirale.

Da alcuni anni l’equipe internazionale costituta dai gruppi di ricerca della Prof.ssa Sabrina Pricl (Dipartimento di Ingegneria e Architettura di UniTS) e del Prof. David K. Smtih (Department of Chemistry, University di York) si interessa dei fenomeni legati al DNA e alla sua interazione con altre molecole chirali, sia di origine sintetica che biologica. Questo perché i sistemi in grado di legare e trasportare il DNA trovano fondamentali applicazioni in bio-nanomedicina, prima tra le quali la terapia genica.

Un'altra molecola biologica chirale e carica negativamente è l’eparina, un polisaccaride largamente usato in medicina per il suo forte potere anticoagulante.

Nell’ultimo studio in collaborazione i due laboratori hanno messo a punto una serie di nuove nanoparticelle chirali con cui, attraverso delle variazioni chimiche delle molecole che danno origine alle nanostrutture, hanno esplorato i meccanismi che presiedono al riconoscimento chirale tra le stesse e le due grandi controparti biologiche: DNA ed eparina.

I ricercatori hanno trovato che, mentre l’eparina si lega in uguale misura alle nanoparticelle, indipendentemente dalla loro chiralità, il DNA lega in maniera preferenziale quelle che presentano una chiralità specifica. Il diverso riconoscimento chirale è stato spiegato sulla base delle differenze strutturali tra DNA ed eparina: mentre il DNA è una molecola rigida la cui strutta varia molto poco durante l’interazione con le nanoparticelle, al contrario l’eparina è una molecola flessibile e tende ad adattare la sua conformazione durante la sua interazione con le nanostrutture.

Il risultato finale di questo studio dunque rivela non solo alcune delle basi fondamentali del riconoscimento chirale del DNA e dell’eparina ma anche fornisce fondamentali informazioni per la progettazione di nuovi nanovettori per il trasporto e rilascio efficace ed efficiente di DNA in bio-nanomedicina.

“E’ uno dei rari casi in cui l’editore di una rivista ad alto impatto come Angewandte Chemie ha contattato personalmente gli autori congratulandosi per la qualità del lavoro pubblicato, riportando che meno del 10% dei lavori accettati per la pubblicazione su questo prestigioso rivista internazionale riceve una valutazione così positiva ed entusiasta, e chiedendo esplicitamente che questo risultato fosse pubblicizzato presso le Istituzioni di appartenenza e ed in ogni altra occasione”, riporta il Dr. Laurini del DIA.

Le ricerca è pubblicata su Angewandte Chemie. Link to: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201803298