Deadpool e ipossia: cosa succede davvero al DNA quando il corpo è sottoposto a forte stress?

Nell'Universo Marvel non tutti i personaggi dotati di superpoteri nascono con il proprio destino scritto nel codice genetico. C'è chi li acquisisce tramite il morso di un animale radioattivo, chi se li costruisce pezzo per pezzo e chi viene letteralmente torturato nella speranza di "risvegliare" un potenziale biologico nascosto. Se da un lato ci sono gli X-Men, nei quali il Gene X è una mutazione presente fin dalla nascita che attende solo la pubertà per esprimersi, dall'altro abbiamo Wade Wilson. Deadpool non è nato con il Gene X, ma è il risultato di una mutagenesi forzata ottenuta tramite esperimenti e torture disumane con la promessa di curare il suo cancro terminale ma con il fine reale, decisamente meno nobile, di trasformarlo in un super-soldato sacrificabile. Tralasciando la finzione a servizio di una trama piena di super-cattivi, anti-eroi e decisioni discutibili, cosa succede davvero quando proviamo a mutare il DNA sotto stress?

Esistono due tipologie di mutazioni: spontanee e indotte

Esistono due macrocategorie di mutazioni che possono interessare il nostro DNA. Da un lato ci sono le mutazioni spontanee, generate dai piccoli errori di battitura fisiologici che avvengono durante le normali attività biologiche della cellula (come la replicazione del DNA). Dall'altro ci sono le mutazioni indotte, ovvero modifiche permanenti causate da fattori esterni provenienti dall'ambiente circostante o generate intenzionalmente in laboratorio. Questi fattori esterni capaci di alterare il genoma prendono il nome di mutageni e anche in questo caso possiamo distinguere due categorie principali: i mutageni chimici e i mutageni fisici.

I mutageni chimici sono sostanze che sfruttano la loro affinità o somiglianza con i componenti del DNA per apportare dei danni secondo modalità differenti, e si dividono in:

• Analoghi delle basi, composti chimici che risultano così simili alle basi azotate (le quattro lettere che formano i mattoncini base del DNA: A, T, C, G) che sono in grado di essere incorporati al loro posto nel DNA. Questi, appaiandosi in maniera diversa, possono causare delle mutazioni.
• Agenti che alterano le basi, i quali non vengono incorporati ma sono in grado di modificare direttamente una base spingendola a formare un appaiamento non corretto.
• Agenti intercalanti, molecole che mimano le coppie di basi e che riescono a inserirsi nella doppia elica provocando l'aggiunta o l'eliminazione di una coppia di nucleotidi, le unità fondamentali che compongono il DNA.

I mutageni fisici, invece, comprendono principalmente le radiazioni, in particolare:

• Luce ultravioletta, che generalmente causa un danno nella maggior parte degli organismi producendo numerosi tipi di alterazioni nel DNA.
• Radiazioni ionizzanti, le quali possono danneggiare il DNA portando alla formazione di molecole ionizzate ed eccitate (quindi ad alta energia), oppure in modo più diretto rompendo i legami della struttura stessa del doppio filamento.

Lo stress può modificare il DNA e causare mutazioni?

In laboratorio è possibile indurre mutazioni attraverso l'utilizzo di determinate sostanze chimiche o radiazioni. Deadpool non è stato sottoposto a questo tipo di sperimentazione, ma è stato messo in una camera a deprivazione in cui gli veniva fornita la minima quantità di ossigeno (ipossia) per sopravvivere. Questo stress estremo ha portato all'attivazione del gene responsabile del suo fattore rigenerante, che lo ha sì guarito dal cancro, ma anche sfigurato.

Ma cosa succede a livello molecolare durante l'ipossia? La risposta risiede nell'epigenetica, ovvero l'insieme di modifiche che alterano l'espressione dei geni, ma senza modificarne la sequenza. Quando un organismo viene sottoposto a uno stress acuto, come l'ipossia, la cellula attiva dei fattori di trascrizione (proteine che regolano l'espressione dei geni) per garantire la propria sopravvivenza. Il principale protagonista di questa risposta è l'Hypoxia-Inducible Factor 1-alpha (HIF-1α). In condizioni di normale ossigenazione, questo fattore viene rapidamente degradato. In carenza di ossigeno, invece, è in grado di stabilizzarsi e migrare verso il nucleo dove promuove l'espressione dei geni deputati all'adattamento metabolico e alla sopravvivenza. In parole povere: la sequenza di DNA resta sempre la stessa, ma viene alterata la sua espressione.

Lo stress non è un mutagene. Portare un organismo al limite della tolleranza fisiologica può quindi spingere le cellule a riorganizzare le proprie priorità per non soccombere, ma non possiede il potere di riscrivere il genoma (o donare superpoteri). L'epigenetica regola la lettura dei nostri geni, ma non ne altera il testo. Per trasformare una persona comune in un antieroe indistruttibile, le leggi della biochimica lasciano posto alla penna degli sceneggiatori del Marvel Cinematic Universe.

non perderti questo articolo

Dagli X-Men alla realtà: come nascono davvero le mutazioni spontanee nel nostro DNA