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Completata la mappa del genoma umano

(Genoma-Immagine Credit Public Domain).

Completata la mappa del genoma umano grazie a uno sforzo tecnologico senza precedenti: 3.400 nuovi geni in più sono emersi, più di quanti ne conoscessimo da vent’anni. Da ora sarà possibile la conoscenza dettagliata di ogni singolo cromosoma: un traguardo per la medicina del futuro! In una conferenza stampa alla Casa Bianca nel 2000, venne annunciato che il Dna umano era stato mappato per la prima volta. Quella storica impresa venne paragonata alla conquista della Luna! Ora, dopo venti anni, un team internazionale di scienziati afferma ora di aver completato l’opera grazie a metodi di analisi molto più evoluti di quelli di allora.

Il primo autore della ricerca è Sergey Nurk, esperto di genomica computazionale degli americani National Institutes of Health (Nih). Hanno partecipato alla ricerca l’Università della California di Santa Cruz, quelle di Washington e il National Human Genome Research Institute nel Maryland.

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I risultati dello studio, realizzato da numerosi ricercatori del consorzio T2T (Telomere-to-Telomere), in attesa di peer review e pubblicati su BioRxiv, avranno ricadute significative in molti campi della medicina, dalla diagnosi alle terapie.

Nel 2001, Celera Genomics e l’International Human Genome Sequencing Consortium hanno pubblicato le loro bozze iniziali del genoma umano, che hanno rivoluzionato il campo della genomica. Mentre queste bozze e gli aggiornamenti che seguirono coprirono efficacemente la frazione eucromatica del genoma, l’eterocromatina e molte altre regioni complesse furono lasciate incompiute o errate. Affrontando questo restante 8% del genoma, il Consorzio Telomere-to-Telomere (T2T) ha terminato la prima sequenza veramente completa di 3.055 miliardi di paia di basi (bp) di un genoma umano, che rappresenta il più grande miglioramento al genoma di riferimento umano dalla sua iniziale pubblicazione. Il nuovo riferimento T2T-CHM13 include assemblaggi gapless per tutti i 22 autosomi più il cromosoma X, corregge numerosi errori e introduce quasi 200 milioni di bp di nuova sequenza contenente 2, 226 copie del gene paralogo, 115 delle quali si prevede che siano codificanti proteine. Le regioni appena completate includono tutti gli array di satelliti centromerici e i bracci corti di tutti e cinque i cromosomi acrocentrici, sbloccando per la prima volta queste complesse regioni del genoma per studi variazionali e funzionali.

La nuova mappa comprende ora l’8% “mancante” del Dna.

I nuovi dati derivano da cellule umane che hanno due serie identiche degli stessi 23 cromosomi. Oltre al sequenziamento del Dna altamente ripetuto, che si pensa sia coinvolto sia nella regolazione dell’espressione genica che nell’evoluzione del genoma, la ricerca rivela 3.400 nuovi geni codificanti proteine, il 4% in più rispetto a quelli identificati nella bozza del genoma.

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Vedi anche:Primo genoma batterico creato interamente con un computer

La nuova mappa del Dna umano comprende ora 3,9 miliardi di paia di basi, contro i 3,2 della prima sequenza ottenuta vent’anni fa dal Consorzio Internazionale per il Sequenziamento del Genoma Umano. A differenza della prima mappa, quella appena resa nota non è stata ottenuta dal Dna di un individuo, ma dal frutto di una gravidanza anomala, ossia dalla crescita nell’utero di un ovocita privo di nucleo (una cosiddetta “gravidanza molare”), che conteneva così due copie degli stessi 23 cromosomi, invece di due diverse serie di cromosomi, come le normali cellule umane.

“Questa ricerca costituisce un passo avanti notevole dal punto di vista tecnico”, ha detto il Direttore dello Human Technopole, Iain Mattaj. “Nel 2000, quando fu resa nota una prima mappatura del genoma umano, la tecnologia non consentiva di sequenziare quei tratti di Dna che si ripetono molto frequentemente e che costituiscono circa il 5% del genoma umano”, ha aggiunto il ricercatore. “L’assemblaggio completo del genoma CHM13 e le nostre analisi complementari hanno dato solo un piccolo assaggio dell’ampia variazione strutturale che si trova all’interno del genoma completo. Idealmente, ogni genoma potrebbe essere assemblato con la qualità raggiunta qui, poiché le piccole varianti recuperate dagli approcci di risequenziamento a lettura breve rappresentano solo una frazione della variazione genomica totale. Tuttavia, fare il passo successivo verso l’assemblaggio telomero-telomero di genomi diploidi eterozigoti e automatizzare ulteriormente questo processo, presenta una sfida difficile che richiederà il continuo miglioramento delle tecnologie di sequenziamento e assemblaggio”.

Karen Miga, ricercatrice dell’University of California, Santa Cruz, che ha co-guidato il consorzio internazionale che ha creato la sequenza, dice tuttavia che non considererà l’annuncio ufficiale fino a quando lo studio non verrà pubblicato. Con la pubblicazione, questo lavoro sarà una sfida vinta.

Fonte:BioRxiv

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