Decifrare l'intero genoma umano aiuterà a trovare «la causa genetica perduta» delle malattie

Le aspettative per aver completamente svelato il genoma umano stanno crescendo e si moltiplicano. Un team di scienziati è riuscito a assemblare come un puzzle complesso l'intero piano genetico della vita umana, aggiungendo i pezzi mancanti a una ricerca iniziata più di due decenni fa.

In una ricerca pubblicata sulla rivista Science, un gruppo di ricercatori internazionali ha descritto il primo sequenziamento dell'intero genoma umano, cioè l'insieme di istruzioni per costruire e mantenere un essere umano.

«Il primo genoma umano è stato rilasciato nel 2000. Nel 2013 abbiamo avuto l'ultima versione. Ma mancava un 8% che è rimasto completamente sconosciuto e nascosto. È un traguardo che ci sono voluti 20 anni per raggiungere. È il punto di partenza per capire meglio la biologia umana e come queste nuove parti del genoma potrebbero influenzare lo sviluppo e la salute umana «, ha spiegato la bioinformatica cilena Cristina Soto, che faceva parte del Consorzio T2T, il team internazionale che ha decifrato il genoma e pubblicato i risultati della scorsa settimana. La 33enne ricercatrice sta attualmente perseguendo il dottorato presso l'Università della California a Davis, negli Stati Uniti.

«Questo è il primo passo. Abbiamo avuto difficoltà ad arrivare qui. Quell'8% erano strutture difficili da trovare e ricostruire. Ora apre una scatola scura che non sapevamo contenesse. Ora stiamo cercando di conoscere le loro implicazioni biologiche e ci aiuteranno a capire le malattie di origine genetica, le cui cause spesso non troviamo e la chiamiamo una causa genetica perduta», ha concluso Soto in un'intervista a Radio Mitre.

Il lavoro precedente, svolto in tutto il mondo, era incompleto perché le tecnologie di sequenziamento del DNA dell'epoca non erano in grado di leggere alcune regioni genomiche. Anche dopo gli aggiornamenti. Lo sforzo congiunto per descrivere questa sequenza ha presentato, per la prima volta, le «istruzioni» naturali dell'eredità genetica nella specie umana grazie a sei team di scienziati del gruppo Telomere to Telomere Consortium (T2T).

Sebbene l'Human Genome Sequencing Consortium abbia pubblicato le sue prime bozze del genoma umano nel 2000, i limiti delle tecnologie di sequenziamento del DNA non hanno permesso di raggiungere uno studio completo. A quel tempo, era coperta solo la frazione cromatica del genoma, lasciando incompiute importanti regioni eterocromatiche, che costituivano l'8%.

Ora, grazie a una nuova tecnologia di sequenziamento (acido desossiribonucleico), T2T ha una sequenza completa di 3055 milioni di coppie di basi di un genoma umano, chiamato T2T-CHM13. Include assemblaggi senza spazio per tutti i cromosomi tranne Y-, una correzione degli errori nei riferimenti precedenti e introduce quasi 200 milioni di coppie di basi di sequenza, contenenti 1956 previsioni geniche -99 delle quali sono previste per codificare le proteine.

I geni sono stringhe di queste coppie identificate con lettere che contengono istruzioni per produrre proteine, gli elementi costitutivi della vita. Gli esseri umani hanno circa 30.000 geni, hanno organizzato 46 cromosomi, in 23 coppie, che rappresentano decine di migliaia di singoli geni. Ogni gene è costituito da diverse coppie di basi composte da adenina (A), timina (T), guanina (G) e citosina (C). Ci sono miliardi di coppie di basi nel genoma umano. Ma il genoma che i ricercatori hanno sequenziato non proveniva da una persona, ma da una talpa idatiforme, una massa o una crescita rara che si forma all'interno dell'utero all'inizio di una gravidanza. Questo tessuto si forma quando lo sperma fertilizza un uovo senza nucleo, quindi contiene solo 23 cromosomi, come un gamete (sperma o uovo), invece dei 46 trovati nel DNA di una cellula umana. Queste celle semplificano lo sforzo computazionale ma possono essere una limitazione.

Gli scienziati hanno spiegato che il loro lavoro ha aumentato il numero di basi del DNA da 2,92 miliardi a 3,05 miliardi, con un aumento del 4,5% e che il numero di geni che codificano per le proteine è aumentato solo dello 0,4%, a 19.969. Secondo gli esperti, il lavoro potrebbe anche portare ad altre nuove conoscenze, comprese quelle relative al modo in cui i geni sono regolati.

La scienza sta raggiungendo sempre più la conoscenza dell'umanità con maggiore profondità e accuratezza. L'aver sequenziato l'intero genoma umano aiuterà a evitare varie malattie. Inoltre, comprendere i meccanismi di origine di una determinata patologia aiuterà a sviluppare farmaci più diretti e precisi contro le malattie in modo che abbiano una prevalenza inferiore», ha spiegato a Infobae il dott. Jorge Dotto, riferimento mondiale come genetista, che ha una lunga storia negli Stati Uniti e in Europa.

E ha aggiunto: «Questa informazione completa ci permetterà di prendere decisioni migliori sul nostro corpo, poiché cambia la percezione dell'ignoranza che abbiamo avuto. Ad esempio, la decisione su quali alimenti dobbiamo mangiare per rafforzare le nostre difese. Nel nostro microbioma c'è l'80% del nostro sistema immunitario. Conoscere meglio il microbiota e quali probiotici, che sono batteri viventi, dobbiamo incorporare ci aiuterà a modulare e rendere più efficace il funzionamento del nostro sistema immunitario, che potrebbe essere più preciso per ridurre l'infiammazione a livello molecolare nel nostro corpo di fronte a una malattia».

Dotto si riferiva anche a miglioramenti nel comportamento della pelle e del sistema riproduttivo femminile. «Dobbiamo aiutare le persone a ammalarsi meno e questo lavoro di sequenziamento genetico totale ci aiuterà a farlo», ha concluso lo specialista fondatore del «Genetics Center», una società dedicata alla medicina di precisione, alla nutrizione e alle alte prestazioni sportive.

«Alcuni dei geni che ci rendono inequivocabilmente umani erano in realtà in questa» materia oscura del genoma «e mancavano completamente», ha detto Evan Eichler, un ricercatore dell'Università di Washington che ha partecipato a questo progetto e all'originale Progetto Genoma Umano. «Ci sono voluti più di 20 anni, ma alla fine ci siamo riusciti». Molte persone, compresi gli studenti di Eichler, pensavano che il progetto fosse già stato completato. «Stavo insegnando loro e mi hanno detto: 'Aspetta un minuto. Non è come la sesta volta che cantate la vittoria? «Dissi: «No, questa volta ce l'abbiamo fatta davvero! «Stiamo ampliando le nostre opportunità per comprendere le malattie umane», ha affermato Karen Miga, autrice di uno dei sei studi pubblicati.

Il nuovo genoma è un balzo in avanti, hanno detto i ricercatori, reso possibile dalle nuove tecnologie di sequenziamento del DNA sviluppate da due società del settore privato: la California Pacific Biosciences, nota anche come PacBio, e la britannica Oxford Nanopore. Le sue tecnologie per la lettura del DNA presentano vantaggi molto specifici rispetto agli strumenti che sono stati a lungo considerati fondamentali per i ricercatori.

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