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Come il Dna-spazzatura influisce sui tumori

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Per molti anni la regione non-coding del genoma umano, pari al 98%, è stata considerata come ‘inutile’ dalla ricerca, al punto tale da essere definita “Dna-spazzatura”. Partendo da studi recenti che hanno evidenziato la funzione di questa regione nella regolazione delle proteine, un nuovo studio, a partecipazione italiana, getta una luce importante sul ruolo che invece essa gioca nello sviluppo di alcuni tipi di cancro e di altre malattie.

Pubblicata sul magazine Science, la scoperta è il frutto di un lavoro del team coordinato da Ekta Kurana della Yale University e che include anche l’italiana Vincenza Colonna dell’Istituto di genetica e biofisica “Adriano Buzzati-Traverso” del Cnr (Igb-Cnr).

Le regioni del Dna che codificano proteine e contengono geni importanti per la sopravvivenza e la salute umana subiscono una selezione ‘negativa’: la loro variabilità genetica è cioè ridotta affinché la funzione di tali geni si conservi inalterata. “In questa ricerca si è cercato di identificare le regioni non codificanti del genoma definite ‘ultrasensitive’ dove, così come nelle regioni protein-coding, le mutazioni che risultano dannose vengono rimosse e le mutazioni benefiche subiscono al contrario una selezione ‘positiva’ affinché la loro frequenza aumenti nelle popolazioni”, spiega Vincenza Colonna dell’Igb-Cnr. “Tali mutazioni sottoposte a selezione positiva sono molto rare ma hanno effetti importanti: in questo lavoro dimostriamo per la prima volta che alcune di esse si trovano in regioni non-coding centrali per la regolazione genica”.

È in queste regioni del genoma che la ricerca ha identificato le singole basi del Dna che una volta modificate causano gravi alterazioni funzionali e che, se la regione svolge una funzione centrale in un network di geni, possono avere gravi ripercussioni e causare malattie. Tali informazioni sono state implementate in un sistema informatico che ha gerarchizzato le varianti sulla base del loro potenziale impatto patologico. Il sistema è stato applicato a 90 genomi estratti da tumori del seno, della prostata e del cervello e ha identificato 100 potenziali mutazioni in regioni non codificanti. “Ad esempio, in genomi derivanti da cellule colpite dal cancro del seno è stata identificata la mutazione di una singola base del Dna che sembra avere un grande impatto sullo sviluppo tumorale”, spiega Colonna.

Il team di ricerca ha combinato la lista di varianti genetiche identificate provenienti dal 1000 Genomes Project e l’informazione sulle regioni non-coding fornita dal progetto Encode. “Al di là di questa prima applicazione sui genomi del cancro, questo metodo può essere adattato a qualsiasi mutazione responsabile di malattie genetiche che si trovi in regioni non-coding”, conclude Chris Tyler-Smith del Wellcome Trust Sanger Institute, tra gli autori dello studio. “Siamo entusiasti del potenziale di questo metodo per l’identificazione di mutazioni sia legate a malattie sia benefiche in questa parte del genoma importante e ancora non totalmente esplorata”.

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