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[Cordis] La ricerca genomica è sulla strada giusta

Ricercatori finanziati dall’UE stanno gettando nuova luce sui meccanismi estremamente complessi che controllano l’attività dei nostri geni. I risultati del progetto triennale GENNETEC (“Genetic networks: emergence and complexity”), finanziato dall’UE con 1,48 milioni di euro attraverso l’area tematica “Tecnologie della società dell’informazione” del Sesto programma quadro (6° PQ), contribuiranno a far avanzare il potenziale della genomica con nuovi modi per individuare i geni specifici che controllano i regolatori.

Negli organismi, dai batteri agli esseri umani, i geni vengono costantemente attivati e disattivati. La genomica è lo studio del funzionamento di questa complessa rete di geni e dei fattori che li regolano.

I ricercatori stanno attualmente cercando di scoprire i meccanismi che regolano le molecole che attivano e disattivano i geni, chiamate fattori di trascrizione o regolatori genetici. Il progetto GENNETEC si è prefisso di identificare quali fattori di trascrizione regolano i diversi geni.

I fattori di trascrizione si legano a siti particolari su un cromosoma per attivare e disattivare i geni vicini. Il conseguente modello di attività genica è responsabile dello sviluppo, il funzionamento o la risposta di una cellula o di un organismo, alle sfide ambientali e agli stimoli. Malfunzionamenti in questo sistema possono causare malattie, compreso il cancro.

“Una malattia può talvolta essere considerata un cambiamento improprio nelle dinamiche di una rete di interazioni”, ha detto il dottor François Képès del francese Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), coordinatore di GENNETEC. “Perciò è importante capire le loro proprietà e come correggere o controllare la loro dinamica”.

Fino a poco tempo fa, i ricercatori si erano concentrati sulle sequenze di DNA (acido desossiribonucleico) brevi, che si legavano a specifiche molecole regolatrici, al fine di cercare di abbinare i geni con possibili fattori di trascrizione. Ma l’inconveniente di questo metodo è che esso induce a potenziali connessioni che in seguito si riveleranno false.

La squadra GENNETEC ha provato un nuovo approccio per studiare i fattori di trascrizione. In uno studio precedente avevano scoperto che i geni che rispondono allo stesso fattore di trascrizione spesso sono posti a intervalli regolari lungo un cromosoma. Il team ha ipotizzato che raggruppare i fattori di trascrizione e geni correlati aiuta a ottimizzare il loro funzionamento. Al fine di dimostrare che la posizione di questi geni contribuisce a determinare la struttura di un determinato filamento di DNA, il team ha utilizzato simulazioni numeriche di ripiegamento del DNA.

Questo ha permesso loro di identificare più efficientemente le relazioni tra i fattori di trascrizione genica. “La combinazione dei due predittori ci permette di anticipare meglio i regolatori di un particolare gene, molto meglio del taglio delle false risposte”, ha spiegato il dottor Képès. “In pratica raddoppiamo la specificità della previsione”.

“Ciò che abbiamo scoperto è che esiste un chiaro legame tra la struttura cromosomica e l’espressione genica, un legame che ora possiamo predire in modo molto preciso e funzionale. Siamo ora in grado di comprendere meglio la regolazione genetica nelle cellule umane risparmiando tempo e denaro”.

Uno dei partner GENNETEC, la NorayBio, una società di software bioscientifico con sede in Spagna, ha già avviato lo sviluppo di un software che permetterà ai ricercatori di tutto il mondo di utilizzare lo stesso approccio per analizzare le reti di geni. Il consorzio GENNETEC ha anche creato una versione più semplice del software disponibile gratuitamente.

Il dottor Képès dice che la ricerca svolta dal consorzio sui sistemi genomici complessi è importante quanto il nuovo software, perché può essere applicata in diversi campi tra cui i sistemi di ingegneria. “Le cellule hanno un solo genoma con il quale possono affrontare molteplici sfide”, ha commentato. “Possiamo usare questa soluzione biologica come ispirazione per sviluppare una nuova generazione di algoritmi per risolvere problemi complessi”.

Per maggiori informazioni, visitare:

GENNETEC:
http://gennetec.csregistry.org/tiki-index.php

ICT Results:
http://cordis.europa.eu/ictresults/index.cfm

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