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Il modello genomico del lievito per ricostruire il puzzle genetico umano

Attraverso l’analisi delle sequenze del genoma e utilizzando il lievito come modello, un team di ricercatori spagnoli ha fatto previsioni su come gli individui differiscono l’uno dall’altro. Il loro studio ha ricevuto una sovvenzione Starting Grant del Consiglio europeo della ricerca (CER) del valore di 1,1 milioni di euro nell’ambito del Settimo programma quadro dell’UE (7° PQ).

Scrivendo nella rivista Nature Genetics, i ricercatori sottolineano che le loro scoperte hanno implicazioni importanti per il futuro della medicina personalizzata. Se gli scienziati riescono a capire meglio quali sono i geni importanti per un particolare processo, allora sarà più facile fare previsioni accurate sulle caratteristiche biologiche di un determinato individuo.

Tutti possediamo oltre 20.000 geni e in ciascuno di noi molte migliaia di questi geni sono portatori di mutazioni. Gli scienziati non sanno ancora che cosa succede quando la maggior parte dei geni umani sono alterati, il che significa che non possono ancora fare previsioni circa la salute umana basandosi sul sequenziamento del genoma.

In pratica, ciò significa che per la maggior parte delle malattie umane comuni rimane ancora sconosciuto quali siano i geni importanti. Di conseguenza, uno scienziato non può stabilire se una persona svilupperà o meno una patologia basandosi sul sequenziamento del suo DNA.

Per affrontare questo problema di petto e valutare se è possibile fare previsioni utili sulla biologia degli individui, i ricercatori spagnoli hanno condotto dei test sul lievito, una specie comunemente studiata come “organismo modello” da parte dei ricercatori di tutto il mondo.

“Il punto chiave è che in un organismo modello possiamo verificare l’esattezza delle nostre previsioni. Riusciamo ad avere un’idea migliore dei geni che sono importanti per ogni processo e così siamo in grado di verificare se possiamo fare previsioni utili sulla biologia degli individui, ad esempio se sono sensibili a un determinato farmaco”, dice Ben Lehner del Centro di regolazione genomica (CRG) di Barcellona, in Spagna. “Possiamo fare previsioni nel lievito e poi utilizzare un gran numero di esperimenti veloci ed economici per verificare se le previsioni sono esatte. Questo è molto importante: di essere in grado di verificare sperimentalmente il reale grado di affidabilità dei metodi di previsione”.

Il team ha valutato previsioni circa i fenotipi di 19 varietà di lievito. La prima sfida affrontata dai ricercatori spagnoli è stata quella di determinare quali dei circa 3.000 geni mutati in ogni organismo vengono in realtà alterati. Hanno quindi dovuto prevedere se ciascun individuo presentava potenziali anomalie per un particolare fenotipo, come la crescita in condizioni ambientali differenti.

I risultati dello studio mostrano che sono necessarie almeno due condizioni per poter effettuare tali previsioni: una buona conoscenza di quali geni sono importanti per un fenotipo ed esperimenti effettuati su individui in condizioni controllate per valutare quanto siano accurate le previsioni. Dato che questo rimane difficile negli esseri umani, a causa delle molte variabili coinvolte e per il fatto che la maggior parte dei geni che influenzano fenotipi e malattie particolari rimangono non identificati, il team sottolinea l’importanza di effettuare ulteriori studi su organismi modello semplici come il lievito.

“La cosa più importante è di avere una conoscenza approfondita dei geni che sono importanti per un particolare fenotipo. Non è possibile fare previsioni accurate se si conosce solo un sottoinsieme dei geni che sono importanti”, dice un altro autore dello studio, Rob Jelier, anch’egli del CRG. “Tuttavia, abbiamo scoperto che, quando abbiamo una buona comprensione della funzione genica, possono essere effettuate previsioni molto accurate utilizzando un modello genetico sorprendentemente semplice. Ciò offre qualche speranza per il futuro della medicina personalizzata e predittiva nell’uomo”.

Per maggiori informazioni, visitare:

Laboratorio europeo di biologia molecolare – Centro di regolazione genomica (EMBL-CRG):
http://pasteur.crg.es/portal/page/portal/Internet/

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