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DNA non codificante: le varianti che contano

Dopo anni di studi sulle sequenze geniche, gli scienziati iniziano a occuparsi del Junk DNA. E del suo ruolo nello sviluppo di alcuni tipi di tumore

All’inizio fu battezzato "Junk DNA": niente più che DNA spazzatura. Ma queste sequenze di DNA non-codificante – che occupano ben il 98% del genoma umano – continuano a riservare sorprese agli scienziati che le studiano, dimostrando di essere molto più di inutile spazzatura genetica.

Uno studio pubblicato dalla rivista Science ha rivelato il ruolo di circa cento varianti genetiche nell’insorgenza di alcuni tipi di tumore, tra cui il carcinoma mammario e quello alla prostata. I ricercatori – riuniti in un consorzio che ha congiunto gli sforzi di diversi Paesi – hanno ideato un nuovo sistema che permette di mappare varianti di sequenze geniche che, pur non codificando per proteine, hanno comunque un ruolo molto importante nel regolare la funzione di altri geni.

Un gel di agarosio utilizzato per l’analisi del DNA (immagine: Wikimedia Commons)

Setacciando i dati emersi da due colossali progetti di genomica - 1000 Genomes ed ENCODE – gli scienziati hanno selezionato sequenze con una caratteristica particolare: il ridotto numero di varianti. Per capire il motivo di una simile scelta, torniamo per un momento ai geni “classici”, quelli che generano proteine: il prodotto di questi geni gioca un ruolo fondamentale nel determinare la sopravvivenza di una specie e, come tali, sono oggetto di una forte pressione selettiva. Scopo di questa selezione è eliminare il più possibile l’insorgenza di nuove varianti, il cui prodotto proteico potrebbe manifestare una funzione alterata o, addirittura, esserne completamente privo. I ricercatori hanno scoperto che anche alcune regioni non-codificanti sono oggetto di una simile selezione: raramente presentano varianti e, per questo motivo, sono state battezzate “regioni ultra-sensibili”.

Focalizzando l’attenzione sulle regioni ultra-sensibili del genoma, è possibile identificare alterazioni che – pur non mutando alcuna proteina – possono avere ricadute importanti sulle cascate di regolazione genica cui queste sequenze di DNA prendono parte.

Estendendo questa analisi al genoma di cellule tumorali, i ricercatori hanno così identificato circa cento varianti – presenti all’interno di regioni non-codificanti – che, se alterate, possono predisporre allo sviluppo di tumori. Ad esempio, la variazione di un solo nucleotide in una di queste regioni sembra contribuire notevolmente allo sviluppo del carcinoma mammario, andando ad alterare tutta una serie di meccanismi regolatori importanti nelle cellule della ghiandola mammaria.

Questo sistema potrebbe aprire la porta a un nuovo modo di analizzare la predisposizione genetica a certi tipi di malattia, non solo tumori. Dopo anni di studi approfonditi sul 2% del genoma che codifica per proteine, è venuto il momento di addentrarsi nella giungla del restante 98%.

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