Il sequenziamento del DNA dell'uomo e di molte altre specie ci permette di
identificare i geni come sequenze, ma questa conoscenza è solo un inizio,
perché la sequenza di un gene ci dà solo qualche informazione generale sulla
sua funzione. La conoscenza precisa della funzione dei geni è l'obiettivo
che gli scienziati si sono prefissi: per questo bisogna andare molto oltre
la conoscenza delle sequenze. Sappiamo che la funzione del gene dipende da
due processi: la sua trascrizione per formare l'RNA messaggero e poi la
costruzione della proteina corrispondente. Alla fine è la proteina che
esprime la funzione del gene; per capire la sua funzione dobbiamo perciò
conoscerne gli effetti, la struttura tridimensionale, le modificazioni a cui
essa va incontro, la localizzazione della proteina nel corpo e con quali
altre sostanze essa interagisce.
Molto lavoro si sta facendo in queste direzioni e già si è fatto un buon
progresso. La via da seguire dipende dallo scopo che si vuole raggiungere.
Ci sono diverse direzioni possibili, come la scoperta di geni responsabili
di malattie ereditarie, l'organizzazione della trasmissione di segnali che
regolano la funzione dei geni, il loro ruolo in malattie di vario tipo, o
nella risposta a farmaci ed altre.
Lo scopo di BIOGEM centro di ricerca di 2 mila metri quadrati in costruzione
ad Ariano Irpino finanziato da vari enti pubblici è studiare i geni
dell'uomo in relazione al loro ruolo nelle genesi di malattie e nelle
possibilità di terapie che ne risultano. Questo significa identificare i
geni le cui alterazioni sono responsabili di malattie e determinarne le
funzioni nel corpo umano. Tra questi geni troviamo quelli responsabili di
malattie genetiche ereditarie, quelli che predispongono a malattie di vario
tipo, i geni che partecipano all'insorgenza del cancro, i geni che
interagiscono con farmaci con varie conseguenze.
Ci sono varie strade per raggiungere questi obiettivi; Biogem ha scelto un
percorso molto promettente, che è quello di usare le conoscenze del genoma
del topo per studiare i geni dell'uomo. Questo è possibile perché il genoma
del topo è stato sequenziato e i risultati dimostrano che i suoi geni sono
molto simili a quelli dell'uomo, non solo per le loro conseguenze, ma anche
per la loro distribuzione del genoma. I risultati già ottenuti dimostrano
che le funzioni dei geni del topo sono, nella maggior parte dei casi,
identiche a quelle dei corrispondenti geni dell'uomo. Perciò il topo è come
una lente utile per investigare i geni dell'uomo e per studiare malattie
umane.
Questo indirizzo offre grandi vantaggi, perché la genetica del topo è ben
conosciuta, ed è stata da anni un modello per la genetica umana. Un punto
essenziale è che nel topo è possibile eseguire molti interventi che non sono
possibili nell'uomo: è possibile alterare la sequenza di un gene in modi
precisi, in modo da studiare in dettaglio le conseguenze dell'alterazione; è
possibile cambiare la funzione di un gene o in tutto l'organismo o in
cellule particolari e studiare l'effetto del cambiamento per un certo
periodo di tempo e poi eliminarlo. L'attività di un gene può essere
determinata nel topo in qualunque cellula del corpo e in qualunque stadio di
sviluppo.
Le osservazioni fatte sul topo possono essere trasferite all'uomo generando
cambiamenti nel genoma del topo con mezzi chimici che alterano il DNA,
ottenendo così topi che presentano un gran numero diverso di alterazioni di
geni: il paragone dei sintomi presentati da questi topi con quelli che si
osservano nelle malattie dell'uomo permette di identificare geni umani
responsabili di malattie rare.
Un esempio della grande utilità del genoma del topo per studiare malattie
umane è dato dall'analisi dell'espressione nel topo di geni del cromosoma 21
umano, (sindrome di Down quando è presente in tre copie invece di due). Dei
suoi circa 200 geni, 170 sono presenti in due cromosomi del topo. E' stato
perciò possibile determinare l'attività di questi geni nei vari organi del
topo nelle varie fasi di sviluppo: dall'embrione all'adulto. Così si sono
identificati anche i geni del cromosoma 21 umano che possono essere alla
base delle varie manifestazioni della malattia. Questi risultati possono
aprire la strada per interventi che attenuino gli effetti della malattia,
che è molto diffusa.
Recentemente risultati interessanti e inaspettati sono stati ottenuti
determinando i segmenti del DNA che sono identici nell'uomo e nel topo.
Questi segmenti sono conservati nell'evoluzione perché hanno funzioni di
grande importanza per l'organismo. La maggioranza di queste sequenze sono
quelle che codificano per proteine (ce ne sono altre che non codificano per
proteine). Alcune di esse sono responsabili per la costruzione di RNA con
funzioni essenziali, come quelli dei ribosomi; ma si è scoperto che ce ne
sono altre senza una funzione nota. Questa scoperta suggerisce che ci sono
nel DNA umano molte sequenze con una funzione essenziale, forse regolatrice,
ma il loro ruolo deve essere ancora stabilito. La conoscenza dei geni
responsabili per malattie umane è essenziale per la possibilità di
sviluppare nuovi farmaci. Questo lo vediamo in alcuni risultati recenti
ottenuti nel campo del cancro.
* Premio Nobel per la Medicina
Intervento del professor Renato Dulbecco, membro del comitato scientifico del centro di ricerca BIOGEM in costruzione ad Ariano Irpino con il finanziamento di vari enti pubblici.
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giovedì 05 gennaio 2006
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