Un maxi consorzio di scienziati ha sequenziato l’8% mancante del nostro DNA. Un traguardo importante e un nuovo punto di partenza per la ricerca anche nell’ambito dei tumori

Con sei articoli pubblicati sulla rivista Science, gli scienziati del consorzio Telomere-to-Telomere (T2T) hanno pubblicato la sequenza più completa e senza lacune del genoma umano. Grazie alle moderne tecnologie di sequenziamento, dopo oltre 20 anni dalla pubblicazione dei primi risultati della “mappa” del genoma umano, è stato rivelato quell’8% rimasto non sequenziato nelle precedenti versioni e sono stati anche corretti alcuni errori.

La conoscenza dell’intero genoma offre ora nuovi spunti per la ricerca in diversi ambiti, dalla genetica di popolazione fino ad arrivare al ruolo delle mutazioni che causano malattie, a partire dai tumori e dalle patologie neurodegenerative. Ne parliamo in questa intervista con Pier Giuseppe Pelicci, segretario scientifico di Alleanza Contro il Cancro (ACC), co-direttore scientifico dell’Istituto europeo di oncologia (IEO) e membro del Comitato Scientifico di Fondazione Mutagens.

Le nuove regioni sequenziate

«La mappa del genoma umano è stata ed è tuttora un’opera in continua evoluzione – premette Pelicci -. Dopo l’iniziale decifrazione, che risale al 2001, la mappa del genoma umano è stata periodicamente aggiornata. Fino ad oggi erano rimaste indecifrate, per difficoltà tecniche di sequenziamento, tre regioni del genoma, composte per lo più da sequenze ripetute: i telomeri, i centromeri e le “braccia corte” di alcuni cromosomi».

I telomeri sono piccole porzioni di DNA che si trovano alle estremità di ogni cromosoma. Si tratta di aree molto instabili, ricche di sequenze ripetute, che hanno diverse funzioni, tra cui proteggere l’estremità del cromosoma stesso dal deterioramento o dalla fusione con cromosomi confinanti, consentire la divisione cellulare, proteggere dall’invecchiamento e dal cancro.

Il centromero è la regione del cromosoma in cui le due subunità (cromatidi) di cui sono costituiti i cromosomi sono a stretto contatto, dividendo ogni cromatidio in due parti: braccio lungo e braccio corto. I centromeri sono fondamentali per la divisione cellulare e assicurano la stabilità genetica.

Il ruolo delle moderne tecniche di sequenziamento

I progressi tecnologici nelle tecniche di sequenziamento sono stati fondamentali per riuscire a decifrare le aree del genoma umano rimaste sconosciute fino ad ora, come spiega Pelicci. «I traguardi ora raggiunti sono merito di nuove tecniche di sequenziamento, a partire dall’NGS (Next generation sequencing) fino ad arrivare al Long read sequencing, che permette di leggere decine di migliaia di basi del DNA e quindi tratti molto lunghi.  Queste tecnologie, insieme all’utilizzo di una particolare linea di cellule caratterizzata dalla presenza di 23 coppie di cromosomi uguali e non diverse come nella normalità, hanno permesso di individuare sia gli errori delle precedenti letture sia di decifrare e dare un senso alle sequenze ripetute di DNA in precedenza “illeggibili”».

Il significato delle regioni decifrate

Il sequenziamento delle parti di DNA finora rimaste un mistero, ha portato alla luce almeno 2000 geni che sono copie di geni, presenti nel nostro genoma da qualche altra parte. «È come se avessimo una riserva di geni che potrebbe tornare utile nel caso cambiassero le circostanze, rappresentando una riserva evolutiva per la nostra specie. La mappatura delle sequenze ripetute ha invece rivelato la presenza di sequenze con tutt’altra origine. Si tratta, infatti, di virus e retrovirus che si sono integrati nel nostro DNA in milioni di anni di evoluzione. Sono importanti perché si sono adattati al genoma umano, partecipano alle sue funzioni e possono essere coinvolti nelle malattie».

Le prospettive per il futuro

Con la decifrazione dell’intero genoma umano si è raggiunto un grande traguardo che però sarà anche il punto di partenza per nuove ricerche.

«Ora queste nuove regioni verranno sequenziate in altri individui per capire quanto contribuiscano alla variabilità tra le persone» segnala Pelicci. Il consorzio T2T, infatti, unito al Consorzio Human Pangenome Reference, mira a creare un nuovo “pangenoma umano di riferimento” basato sulle sequenze complete del genoma di 350 individui. L’obiettivo è quello appunto di far risaltare la diversità umana e le sue sfaccettature genetiche.

«L’altro importante fronte di ricerca che è stato aperto dalla decifrazione dell’ultimo 8% del genoma umano riguarda il ruolo delle sequenze ripetute nelle malattie. In particolare sono due le patologie nelle quali le sequenze ripetute possono giocare un ruolo di rilievo: il cancro e le malattie neurodegenerative. Nei tumori, in particolare, si è visto che le sequenze ripetute sono molto coinvolte in quanto si tratta di sequenze che sono espresse, attive e contribuiscono all’insorgenza di mutazioni, che hanno un ruolo determinante» conclude Pelicci.

Antonella Sparvoli