I ricercatori hanno trovato migliaia di sequenze di DNA sconosciute nel genoma dei mammiferi

Un colossale studio comparativo dei genomi di 29 specie di mammiferi potrebbe portare a una revisione dei principi di funzionamento e organizzazione del genoma umano. Gli scienziati sono riusciti a vedere direttamente la "materia oscura" genetica, la cui esistenza è stata a lungo sospettata. Precedenti studi che hanno confrontato indirettamente il DNA umano e quello dei topi hanno concluso che esiste un numero significativo di sequenze regolatrici che non codificano proteine di per sé, ma controllano l'attività di altri geni. Tuttavia, a differenza dei regolatori già noti e caratterizzati, la loro esistenza è rimasta nel regno delle ipotesi. Ecco perché sono state chiamate "materia oscura": deve essere da qualche parte, ma nessuno è stato in grado di vederla.

Un team di ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (USA), insieme a colleghi di altri centri scientifici mondiali, è riuscito nell'intento. Per cinque anni si sono impegnati nel sequenziamento e nel confronto dei genomi di 29 mammiferi placentati, tra cui esseri umani, elefanti, conigli, pipistrelli, ecc. Per venti di questi, è stata ottenuta per la prima volta la sequenza genomica del DNA. Inizialmente, gli scienziati erano interessati a quelle sequenze che variavano poco da specie a specie. È stato l'elevato conservatorismo di tali regioni a far sospettare la presenza di sequenze regolatrici.

Ed ecco il risultato: sono state trovate 10.000 sequenze altamente conservate che influenzano direttamente l'attività genica e più di 1.000 che servono come base per la sintesi di RNA regolatori dalla struttura complessa. Gli scienziati hanno anche trovato 2,7 milioni di siti, potenziali bersagli per l'interazione con i fattori di trascrizione che determinano dove e quando un gene dovrebbe funzionare. Inoltre, sono state trovate 4.000 nuove sequenze codificanti con informazioni sulle proteine. Va detto che, sebbene il genoma umano sia stato completamente letto, le funzioni di molte sequenze di DNA rimangono poco chiare. Quando si ha a che fare con un solo genoma, è quasi impossibile dire quale sito codifichi una proteina e quale svolga una funzione regolatoria. Ma se confrontato con altri genomi, tale compito è abbastanza risolvibile.

I ricercatori sono stati in grado di tracciare l'evoluzione dei mammiferi per oltre 100 milioni di anni a livello molecolare. L'adattamento dell'organismo alle mutevoli condizioni ambientali si riflette nelle trasformazioni nella regolazione del genoma, nell'insieme e nell'attività di quella stessa "materia oscura" (che non è più così "oscura"). Ad esempio, ora è possibile scoprire quali geni hanno trasformato una scimmia in un uomo. In precedenza, ce n'erano circa 200; alcuni di essi erano responsabili dello sviluppo del cervello e della struttura degli arti. Oggi, il numero di tali sequenze nel DNA è salito a 1.000.

Anche la medicina deve affrontare tempi nuovi. Molte malattie sono legate a mutazioni direttamente nella regione codificante del DNA: queste mutazioni danneggiano la struttura delle proteine stesse. Ma un numero ancora maggiore di malattie è causato da alterazioni nella regolazione dell'attività genica, quando le proteine iniziano a essere sintetizzate dove non dovrebbero, o non dove dovrebbero, o non nelle quantità necessarie. Ora, quindi, con una nuova mappa dettagliata e ampliata degli elementi regolatori nel genoma, sarà possibile determinare la vera causa di moltissime malattie.