Il genoma umano subisce il suo più grande cambiamento strutturale mai realizzato.

Un grande passo nella ricerca genetica è stato compiuto grazie a un esperimento rivoluzionario che ha dimostrato quanto il nostro DNA sia in grado di adattarsi a cambiamenti strutturali, spesso senza compromettere la sopravvivenza cellulare. Secondo uno studio pubblicato sulla rivista Science, un team internazionale di ricercatori ha ottenuto il più grande “remix” di genomi umani finora, utilizzando una tecnica avanzata di ingegneria genetica chiamata prime editing. Questo esperimento ha permesso di alterare in modo preciso e su larga scala il DNA delle cellule umane coltivate in laboratorio, portando a risultati sorprendenti riguardo alla tolleranza del DNA alle alterazioni.

Il prime editing è una nuova tecnologia che si avvale degli strumenti molecolari della CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) per modificare il DNA con precisione. Con questa tecnica, i ricercatori sono in grado di fare modifiche minuziose al codice genetico, come un comando “trova e sostituisci” nel libro della vita. Grazie a questa innovazione, il team di scienziati ha introdotto oltre un centinaio di alterazioni casuali nel genoma delle cellule umane, simulando una vasta gamma di variazioni strutturali come delezioni, duplicazioni e inversioni di sequenze genetiche, che in passato non si pensava potessero essere tollerate senza compromettere la funzionalità delle cellule.

Un aspetto particolarmente interessante dello studio è che, nonostante le modifiche al DNA siano state significative, la cellula è sopravvissuta. Le alterazioni, infatti, hanno avuto effetti devastanti solo quando hanno coinvolto geni essenziali per la sopravvivenza della cellula. In particolare, le delezioni di sequenze non codificanti, ovvero quelle parti del DNA che non contengono informazioni per la sintesi delle proteine, non sembrano influire in maniera significativa sull’espressione genetica. Le sequenze non codificanti rappresentano una grande porzione del nostro genoma e, contrariamente a quanto si pensasse, la loro perdita non compromette la funzionalità cellulare in modo drastico.

Questo risultato è significativo per diverse ragioni, una delle quali riguarda la comprensione di come alterazioni genetiche possano influenzare lo sviluppo di malattie. Infatti, il progetto potrebbe offrire nuovi spunti per indagare come le modifiche al DNA possano essere legate a patologie come tumori e malattie dello sviluppo.

Il primo studio è stato realizzato da un team di ricercatori del Wellcome Sanger Institute, dell’Imperial College di Londra e dell’Università di Harvard. I risultati potrebbero avere un impatto significativo nella medicina personalizzata e nell’oncologia, dove la comprensione dei cambiamenti strutturali del DNA potrebbe rivelarsi cruciale per la diagnosi e il trattamento di tumori. L’analisi di queste alterazioni potrebbe anche rivelare come le modifiche al DNA possano favorire lo sviluppo di malformazioni nei malattie genetiche.

Un altro studio parallelo pubblicato da ricercatori dell’Università di Washington ha confermato queste scoperte, applicando una metodologia simile su linee cellulari umane e su staminali embrionali di topo. Questi studi corroborano ulteriormente l’idea che non tutte le alterazioni del DNA siano dannose, suggerendo che alcune possano essere ben tollerate, in particolare quelle che non riguardano i geni vitali per la sopravvivenza della cellula.

Le scoperte fatte con l’uso del prime editing aprono nuove prospettive per la ricerca genetica e potrebbero aiutare a progettare terapie più mirate e sicure, in grado di correggere o adattare le alterazioni genetiche senza danneggiare le cellule. Questo lavoro potrebbe anche contribuire a una migliore comprensione della genetica umana e dei meccanismi di resistenza ai cambiamenti, elementi cruciali per sviluppare trattamenti per una vasta gamma di malattie genetiche e tumori.

In conclusione, la resilienza del nostro DNA ai cambiamenti strutturali è un fattore fondamentale nella nostra evoluzione e salute. Lo studio del DNA “remixato” potrebbe fornire nuovi strumenti per comprendere meglio la nostra biologia e sviluppare trattamenti innovativi per combattere malattie devastanti come il cancro e altre condizioni legate ai difetti genetici.

A cura di Monica Pizzurro.
Allieva del corso di “Tecnico della comunicazione mediale”.
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