Il ritratto genetico dell'Islanda e la datazione dell'Adamo genetico

La più grande operazione di sequenziamento dell'intero genoma eseguita su una popolazione, con il DNA di 2.500 persone letto per intero, servirà a ricavare dati su come le variazioni genetiche sono collegate alle malattie. Sempre dall’analisi dei genomi, i ricercatori hanno stabilito che il più comune antenato di tutti i cromosomi maschili al mondo (l'Adamo genetico) è vissuto 239mila anni fa, ed è quasi centomila anni più recente di quello che si pensava, e molto più vicino all’antenato comune dei DNA mitocondriali (la Eva "mitocondriale").

islandesi

Letto il genoma di 2.500 islandesi: è la più grande analisi genetica fatta finora su una popolazione, come riporta questa settimana Nature Genetics. A compiere questa operazione è stata deCODE, una start-up fondata nel 1996 dal neuroscienziato e imprenditore Kari Stefansson proprio con l’intento di creare un database con le informazioni genetiche della popolazione islandese e, potenzialmente, per fornire una base per l’identificazione della base genetica delle malattie. Nel comunicato stampa in cui annuncia il risultato deCODE lo paragona a un gigantesco selfie molecolare collettivo.

 

Un'isola ideale. Con una popolazione tutto sommato piccola (circa 300 mila abitanti) e isolata nel tempo - oltre che per il fatto che esistono dati clinici molto dettagliati di tutti gli abitanti – l’Islanda è stata considerata da sempre come l'ideale per studi sul genoma. Dopo l’annuncio del progetto di sequenziare il genoma di tutti gli abitanti, discusso e criticato anche per l’approccio alla privacy e alla questione della proprietà delle informazioni genetiche, le difficoltà finanziarie avevano portato a un arresto dell’iniziativa, e a ripiegare su propositi più modesti. Poi, nel 2012, deCODE è stata acquistata dal gruppo biotecnologico Amgen, con l’obiettivo di mettere a frutto le informazioni genetiche accumulate negli anni per lo sviluppo di nuovi farmaci.

 

Campioni di sangue nei depositi della deCODE | deCODE

Verso la medicina di precisione? Nei nuovi lavori, quattro studi pubblicati su Nature Genetics, Stefansson e il suo gruppo di ricerca annunciano di avere sequenziato il genoma di oltre 2.500 islandesi (2.636, per la precisione), identificando più di 20 milioni di varianti genetiche.

 

L’idea è di collegarle con le informazioni cliniche presenti nei database del servizio sanitario nazionale e con le informazioni genealogiche per capire di più sulla base genetica delle malattie.

 

È quella che il presidente degli Stati Uniti Barack Obama ha chiamato “medicina di precisione”, e a cui ha destinato nuovi importanti finanziamenti. Lo scopo immediato è migliorare le terapie per il cancro; quello più a lungo termine è migliorare la comprensione e la cura del più vasto numero di malattie.

 

Critiche. Per sequenziare il primo genoma umano furono impiegati tredici anni, e tre miliardi di dollari; oggi si impiega una settimana, e poche migliaia di euro.

 

La sfida aperta è che cosa fare dei dati ricavati, come spenderli nel campo della salute pubblica e della prevenzione. I critici sostengono che nella pratica l’utilità di questa mole di informazioni genetiche sia ancora scarsa, ma è innegabile che si stiano accumulando le conoscenze su come il dato genetico possa influire sulla salute.

 

Geni e malattie. In uno dei nuovi studi, le informazioni ricavate dal sequenziamento dei 2.636 individui sono state combinate con i dati sul genotipo (meno completi) di altri 104mila islandesi per trovare prove più forti dell’associazione tra certe caratteristiche genetiche e alcune malattie.

 

Per esempio, i ricercatori hanno scoperto la variante di un gene (il gene ABCB4) che è associata a un forte rischio di sviluppare malattie del fegato.

 

Sempre dagli stessi dati, sono state identificate mutazioni del gene ACBC7 associate al rischio di malattia di Alzheimer, mentre era stata ancora la deCODE, tre anni fa, a identificare una variante rara di un gene dell’Alzheimer che conferisce al portatore una protezione dalla malattia.

 

Geni spenti. In un altro degli studi, i ricercatori riportano di avere identificato oltre mille mutazioni che annullano del tutto l’azione di un gene, una situazione che costituisce l’equivalente negli esseri umani degli animali modificati geneticamente nella ricerca per “spegnere” un gene e studiarne gli effetti.

 

L’esame dello stato di salute delle persone che hanno queste mutazioni dovrebbe aiutare a capire la funzione di questi geni specifici, e la loro “importanza”. Tra questi geni “spenti”, la classe più comune è risultata quella legata ai recettori dell’olfatto, che ci consentono di distinguere i diversi odori: chi ne è privo ha probabilmente difetti in questa capacità. Ma altre varianti che annullano la funzione di un gene potrebbero avere conseguenze ben più gravi.

 

 

Adamo ed Eva genetici. Sempre dall’analisi dei genomi, i ricercatori hanno stabilito che il più comune antenato di tutti i cromosomi maschili al mondo è vissuto 239mila anni fa, ed è quasi centomila anni più recente di quello che si pensava, e molto più vicino all’antenato comune dei DNA mitocondriali. In altre parole, gli antenati comuni cui possono essere fatti risalire i cromosomi Y e il DNA mitocondriale (Adamo ed Eva genetici) sarebbero vissuti più vicini nel tempo di quanto risultati precedenti facessero ritenere.

 

Eva mitocondriale. I genetisti, studiando migliaia di variazioni e mutazioni del Dna mitocondriale nelle donne di tutto il pianeta hanno stabilito quando è nata la femmina umana che ha dato origine a tutte le altre donne (i mitocondri sono le strutture cellulari in cui si trova il pezzetto di Dna studiato, e sono trasmessi solo attraverso la linea femminile). L’hanno chiamata “Eva mitocondriale”: visse in Africa orientale 200mila anni fa.

 

La contemporaneità con l'Adamo genetico era tutt’altro che scontata, perché da ciascuno dei due antenati derivano solo alcune porzioni del nostro Dna, che sono presenti in tutti gli individui che popolano oggi il mondo, ma che potrebbero essere entrate a far parte stabilmente del patrimonio genetico anche in tempi diversi e in modo indipendente.

 

Orologio molecolare. Per risalire a tali periodi si utilizza il metodo dell’orologio molecolare, che permette di stimare quanto sia antico un determinato tratto genetico sfruttando il fatto che alcune regioni del Dna si modificano a ritmo costante nel tempo.

 

I tratti di genoma analizzati sono il cromosoma Y per Adamo, che viene trasmesso dal padre ai figli maschi, e il Dna dei mitocondri per Eva, passato dalle madri ai figli. Entrambi, infatti, si trasmettono identici, senza che ci siano variazioni dovute al rimescolamento con il materiale genetico del genitore di sesso opposto.

 

Anche se, fanno notare alcuni ricercatori, queste date corrispondono alla nascita anatomica della nostra specie e non a quella, per così dire, comportamentale.

25 Marzo 2015 | Chiara Palmerini