02/09/2005 Genoma, rivoluzione in biologia grazie alle ricerche italiane
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La sfida: sconfiggere le malattie del secolo.
Svelato un segreto del dna
Il completamento del sequenziamento del genoma umano e, più recentemente, anche di quello dei topi e di altri organismi più distanti dal punto di vista evolutivo, rappresenta una delle più straordinarie conquiste della biologia moderna. Questo però è soltanto il primo passo di un lungo cammino per arrivare a capire come l’informazione contenuta nella sequenza del Dna viene elaborata dalla cellula. Il Dna contiene l’informazione su tutti i «pezzi» che sono necessari al funzionamento della cellula e allo sviluppo dell’organismo. Tale informazione però non è facile da leggere. È un po’ come trovare un antico papiro tra le rovine di una città scomparsa, scritto in un linguaggio sconosciuto: abbiamo il libro ma non sappiamo come leggerlo.
Attualmente è come avere tutti i pezzi di un motore e non sapere come montarli
In realtà qualcosa sappiamo, conosciamo alcune parole del genoma, che noi ricercatori chiamiamo «geni». Alcune di queste, molte parole che non riuscivamo a leggere (oltre il 95% del genoma), pensavamo fossero prive di significato e dovute a piccoli errori accumulati nel nostro Dna durante l’evoluzione. Oggi grazie ad un progetto di ricerca chiamato «Fantom3» promosso dal governo giapponese e coordinata da Piero Carninci, ricercatore italiano dell’Istituto Riken di Yokohama e Wako da 10 anni residente in Giappone, abbiamo ottenuto una lista quasi completa di tutte le parole e di tutti i «pezzi» contenuti nella cellula. Con grande sorpresa abbiamo scoperto che molte parole prima ritenute inutili hanno invece un significato. Infatti circa il 60% del Dna contiene parole necessarie alla cellula per costruire i «pezzi» che le servono. Abbiamo anche scoperto che la maggioranza di queste parole non è costituita solo da geni, come pensavamo fino ad oggi, ma anche da nuove parole chiamate Rna non-codificanti. Un’altra scoperta ha poi sconvolto quello che è chiamato il dogma centrale della biologia molecolare, il quale afferma che ad ogni parola corrisponde un solo pezzo (un gene - un Rna - una proteina). Abbiamo infatti scoperto che la cellula ha la possibilità di leggere ogni parola in molti modi diversi, e quindi ad ogni parola corrispondono moltissimi pezzi. Ed è questo che rende noi mammiferi diversi da un verme o da un moscerino della frutta. Oggi quindi grazie al progetto «Fantom3» che ha coinvolto più di 190 scienziati residenti in 10 diversi paesi per un totale di 51 istituti di ricerca, tra cui anche alcuni istituti ed università italiane, abbiamo la lista, pressoché esaustiva, dei componenti della cellula. Ora non ci resta che capire come i vari pezzi interagiscono tra di loro. Immaginiamo infatti di avere tutti i pezzi di un motore su un tavolo. Senza le istruzioni su come montare i pezzi per ricostruire il motore non sapremo come procedere. Lo stesso accade oggi in biologia molecolare, conosciamo i pezzi ma non conosciamo come questi interagiscono fra loro. Infatti i geni, le proteine e gli Rna non-codificanti sono finemente regolati e coordinati dalla cellula per svolgere le sue funzioni vitali. Capire questa complessa rete di regolazione, che chiamiamo rete genetica, è la grande sfida che ci attende. Per arrivare alla soluzione è indispensabile che tutti i ricercatori delle diverse discipline scientifiche, ingegneria, fisica, medicina e biologia, uniscano le forze. Quando avremo uno schema della rete genetica sapremo come riparare la cellula malata sconfiggendo le grandi malattie del secolo. Dovremo però stare attenti a che cosa fare di questa conoscenza per utilizzarla nel modo migliore.
Andrea Ballabio* Diego di Bernardo*
*Direttore, Istituto Telethon di Genetica e Medicina (TIGEM) di Napoli *Ricercatore in Biologia computazionale, Istituto Telethon di Genetica e Medicina (TIGEM) di Napoli
IL MATTINO di Napoli
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