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lunedì 9 gennaio 2012

Scienziati creano il primo genoma umano in 3-d

Traduzione a cura di Lorenzo Micali
Per la prima volta alcuni scienziati hanno sviluppato un metodo per generare accurati modelli tridimensionali dell’intera catena del DNA di una cellula, conosciuta come genoma.
Il genoma riveste un ruolo centrale nelle funzioni di quasi tutte le cellule umane, e si pensa che le imperfezioni nella sua struttura siano la causa di diverse malattie, incluso il cancro.
Comprendere la struttura del genoma è fondamentale per capire le sue intere funzioni, ha affermato Lin Chen, professore di biologia molecolare presso il Dorsife USC College of Letters, Arts and Science.
“Tutto il materiale biologico funziona in tre dimensioni” ha detto Chen, “dunque, per riuscire a capirlo completamente, è necessario vederlo tridimensionalmente”.

Il genoma all’interno di una cellula può essere paragonato ad un piatto di spaghetti finissimi.
Le diverse cellule sono ognuna come piatti di pasta in cui gli spaghetti sono posti in maniera differente, ma che condividono alcune caratteristiche.
La tecnica aggiunge un pezzo fondamentale del puzzle a vantaggio degli scienziati, i quali cercano di comprendere il genoma - la pietra miliare della vita - nelle cellule normali e in quelle malate. Una delle più probabili applicazioni di questa ricerca sarà quella di identificare le cellule potenzialmente cancerogene in base a difetti strutturali nel genoma all’interno della cellula, ha detto Chen.
"Speriamo che in futuro questi studi consentano agli scienziati di comprendere meglio come il genoma è coinvolto nelle malattie, e anche come la sua funzione può essere regolata in tali circostanze", ha detto Chen.
A causa delle sue piccole dimensioni e della sua lunghezza mostruosamente elevata, creare un’immagine tridimensionale di un genoma non è semplice come scattare una fotografia. La catena del DNA genomico è così lunga che, se un nucleo avesse le dimensioni di un pallone da calcio, la catena del DNA al suo interno potrebbe sbrogliarsi per misurare quasi 50 km di lunghezza. Normalmente i biologi, per studiare la struttura delle biomolecole, non usano niente che funzioni meglio del genoma umano.
Accartociatosi all'interno del nucleo, il DNA forma centinaia di milioni di contatti con se stesso. Utilizzando una nuova tecnica, i ricercatori dell’ USC hanno tracciato la posizione di ciascuno di questi contatti e hanno utilizzato sofisticati algoritmi informatici per modellare i risultati in 3D.
"Fornisce una prospettiva completamente nuova del genoma", ha detto Chen. Lo studio è apparso sul sito web di Nature Biotechnology il 25 dicembre, prima della sua pubblicazione nella versione stampata.
Analizzando le differenze e le somiglianze nella struttura del genoma tra le varie cellule, gli scienziati sono in grado di discernere quali sono i principi fondamentali di organizzazione 3D. Inoltre, la struttura permette agli scienziati di vedere dove ogni gene è localizzato rispetto a qualsiasi altro gene, e di come questa sistemazione è importante per le funzioni cellulari.
Il metodo utilizzato dal team dell’USC tiene conto del fatto che ogni cellula è leggermente diversa - il DNA non si accartoccia sempre allo stesso modo.
Facendo un'analisi statistica dei diversi genomi, il team è stato in grado di determinare "posizioni privilegiate" per la catena del DNA, che fornisce un'idea del modo in cui appaiono con maggiore probabilità..
Studio fornito dal USG College
Fonte: physorg

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