“Questa è la prima mappa del genoma umano senza ‘buchi‘”. Così il genetista Giuseppe Novelli dell’Università Tor Vergata di Roma commenta a Fortune Italia la pubblicazione su ‘Science’ della sequenza finalmente completa del genoma umano.
Un lavoro che segue il clamoroso risultato che rivoluzionò la scienza nel 2001, frutto dello Human Genome Project. Ora, più di 20 anni dopo l’inizio dell’avventura alla scoperta del Dna dell’uomo, l’8% del genoma non ancora pienamente sequenziato – costituito da frammenti altamente ripetitivi difficili da allineare con il resto – come in un puzzle è andato al suo posto. Niente più lacune nei 3 miliardi di basi (o ‘lettere’) del genoma, esultano gli autori dello studio che segnerà per sempre la storia della medicina, pubblicato su ‘Science’.
T2T-CHM13 è il ‘nome’ del genoma appena completato. E questo, spiegano gli esperti, è un aggiornamento molto importante rispetto all’attuale genoma di riferimento, chiamato GRCh38, utilizzato dai medici durante la ricerca di mutazioni legate alle malattie, nonché dagli scienziati che osservano l’evoluzione della variazione genetica umana.
In 20 anni si è passati dunque dalla prima ‘bozza’ (che ha portato a moltissime scoperte chiave per la medicina) all’opera completa e priva di interruzioni di un genoma umano. A firmare l’impresa il consorzio Telomere to Telomere (T2T), che comprende la leadership dei ricercatori di National Human Genome Research Institute (Nhgri, realtà dei National Institutes of Health-Nih statunitensi), che è stato il principale finanziatore dello studio, Università della California a Santa Cruz e Università di Washington a Seattle.
“La generazione di una sequenza del genoma umano veramente completa rappresenta un incredibile risultato scientifico”, ha commentato il direttore del Nhgri, Eric Green. “Queste informazioni fondamentali – prosegue – rafforzeranno i numerosi sforzi in corso per comprendere tutte le sfumature funzionali del genoma umano, che a loro volta rafforzeranno gli studi genetici sulle malattie umane”.
La mappa pubblicata su Science “è di fatto il completamento di un lavoro lungo iniziato dopo il complemento della prima bozza del 2001. Ha richiesto diversi anni e molti finanziamenti – riflette Novelli – ma soprattutto il supporto di nuove tecnologie di sequenziamento del Dna che permettono di leggere segmenti lunghi di Dna senza frammentazioni. I ‘buchi’ corrispondono a circa 200 milioni di basi mancanti, qualche migliaio di geni a funzione sconosciuta (anche se alcuni potrebbero avere un ruolo nell’invecchiamento) e circa 130 milioni di basi di Dna ricche di sequenze ripetitive difficili da leggere e da interpretare, senza un ‘vocabolario’ di riferimento”.
Ma quali possono essere le conseguenze pratiche? “Ad esempio, nella sindrome di Martin Bell o sindrome dell’X fragile, una malattia genetica da ritardo mentale lieve-grave, che colpisce circa un maschio ogni 4.000 e una femmina ogni 8.000, il gene difettoso contiene una tripletta CGG ripetuta oltre 200 volte, la gravità della malattia correla con il numero delle ripetizioni che possono aumentare da madre a figlio. Grazie proprio alle tecniche di sequenziamento esteso, è stato possibile dimostrare che il rischio di espansione delle ripetizioni è ridotto dalla presenza di interruzioni AGG all’interno della ripetizione CGG”.
“Questo – spiega Novelli – non potevamo vederlo prima, adesso invece è possibile. E ciò consentirà di formulare diagnosi più precise e una consulenza genetica più accurata alle famiglie”.
La mappatura di queste regioni “permette di chiarire la loro identità e fornire nuovi strumenti per studiare la variazione genetica individuale e alcuni aspetti dell’epigenetica (cioè del vestito del che indossano i geni), ovvero delle modificazione chimiche indotte ad esempio dall’ambiente, nel Dna che ne regolano spesso le funzioni. Le regioni ripetitive – sottolinea Novelli – costituiscono un bersaglio preferenziale dell’epigenetica. Sarà interessante capire come si organizzano queste sequenze molto dinamiche tra gli umani di popolazioni diverse, negli individui colpiti da malattie croniche, durante lo sviluppo e durante lo stress e l’invecchiamento”.
Le regioni su cui sono stati colmati gli ultimi vuoti erano difficili da posizionare sui cromosomi. L’analisi della sequenza completa del genoma permetterà di approdare a mappe più accurate per 5 bracci cromosomici, e tutto questo aprirà nuovi filoni di ricerca. Si potrà rispondere così alle domande di biologia di base su come i cromosomi si segregano e si dividono correttamente. Il consorzio T2T ha utilizzato la sequenza del genoma ora completa come riferimento per scoprire oltre 2 milioni di varianti aggiuntive nel genoma umano. Questi studi forniscono informazioni più accurate sulle varianti genomiche all’interno di 622 geni clinicamente rilevanti. Informazioni particolarmente preziose per studi mirati a comprendere come il Dna varia da individuo a individuo.
Insomma, quello di oggi è un arrivo, ma anche la partenza di nuovi, entusiasmanti, filoni di ricerca. “Per decenni i biologi hanno cercato di capire perché nei centromeri e nei telomeri dei cromosomi ci fossero tutte queste sequenze ripetitive. Forse adesso lo capiremo”, auspica il genetista di Tor Vergata.
