Nel gruppo di ricerca sui Sistemi Complessi guidato dal Prof. Mario Nicodemi dell’Università degli Studi di Napoli Federico II, giovani fisici teorici ogni giorno studiano la struttura tridimensionale e i meccanismi di organizzazione spaziale dei cromosomi nel nucleo cellulare. Si tratta di un campo di ricerca che ha conosciuto una grande espansione nell’ultimo decennio e rappresenta una delle sfide più interessanti del panorama scientifico internazionale attuale.
Grazie a innovativi metodi di analisi dati, abbiamo contribuito a scoprire che i cromosomi hanno una complessa architettura 3D nel nucleo cellulare, ben lontana dall’essere casuale. Ogni elemento di DNA possiede un’estesa rete di contatti a distanza che serve a regolare l’attività dei nostri geni, e i cromosomi hanno un’organizzazione spaziale gerarchica, come nelle scatole cinesi.
Utilizzando metodi di analisi di frontiera, che combinano tecniche di fisica dei polimeri, simulazioni al computer, e analisi di nuove banche dati, abbiamo sviluppato una nuova tecnologia che riesce a individuare i meccanismi molecolari alla base dell’organiz-zazione dei cromosomi, o di regioni più ristrette al loro interno, e le loro implicazioni funzionali. In tal modo, siamo in grado di ricostruire con grande accuratezza la struttura tridimensionale del genoma e la struttura dei contatti tra geni e regolatori. In particolare, con le nostre metodologie siamo oggi in grado di prevedere gli effetti dovuti a mutazioni della sequenza di DNA, come delezioni, inversioni e duplicazioni, sull’organizzazione spaziale del genoma e il loro impatto sulla regolazione dei geni.
Queste ricerche hanno un enorme potenziale nelle applicazioni biomediche: numerose malattie, come il cancro o i disordini congeniti, sono associati ad una cattiva organizzazione spaziale di geni e regolatori nel nostro genoma. Le nostre tecnologie possono quindi aprire la strada allo sviluppo di nuovi strumenti diagnostici, espandendo enormemente lo spettro di malattie oggi identificabili.
Queste attività di ricerca, che si collocano al confine tra scienze della vita e scienze fisiche, sono dunque affascinanti sia da un punto di vista intellettuale, perché permettono di comprendere i meccanismi alla base dell’organizzazione della vita, sia per gli interessantissimi, e inediti, scenari applicativi che aprono nel campo della biomedicina d’avanguardia.
Management Innovation sta supportando l’iniziativa del Prof. Nicodemi e del suo gruppo di ricerca verificando la possibilità di sviluppare una iniziativa imprenditoriale nel settore della diagnosi prenatale avanzata. Vi sapremo dire di più nei prossimi mesi.
