Progetto Genoma
1) EREDITARIETA'
Il primo passo è identificare una popolazione che è rimasta isolata o che per altri motivi è molto "imparentata". Per esempio gli abitanti di isole particolarmente difficili da raggiungere o comunque con pochi scambi con il mondo esterno, oppure paesini isolati nelle montagne, o ancora comunità che per motivi religiosi hanno tra loro un alto tasso di consanguineità. Sono stati studiati gli abitanti di remoti villaggi della Sardegna, gli islandesi gli amish e gli utteriti, gli indiani o alcuni popoli dell'Africa, gli eschimesi. È molto utile poter risalire a pochi avi fondatori.
2) RICOSTRUIRE LA GENEALOGIA
Il secondo passo è ricostruire gli alberi genealogici. È perciò importante che vi siano documenti anagrafici o religiosi di matrimoni, nascite, morti e cause di decesso. Con cognomi, memorie e documenti i ricercatori ricostruiscono le "piramidi" che portano agli avi comuni. Vi è poi la ricostruzione genetica: studiando il Dna contenuto in organelli cellulari capaci di autoriprodursi, i mitocondri, trasmessi solo dalla madre, è possibile risalire alla discendenza femminile; studiando il cromosoma Y (che hanno solo gli uomini e che dunque viene trasmesso solo dal padre) si risale invece a quella maschile. 3) VISITE MEDICHE
Il passo successivo è visitare gli abitanti: capire da quali malattie sono affetti e quali sono quelle che nella popolazione sono più diffuse rispetto alla media. Si fanno alcuni esami clinici e di laboratorio (per esempio il colesterolo, i lipidi, la funzione polmonare e bronchiale, i test per vedere se ci sono allergie) e si calcola l'indice di massa corporea, determinato da peso e altezza. Le informazioni raccolte serviranno a capire la possibile componente genetica di queste caratteristiche e come questa sia ereditata. Infine, dal sangue prelevato si ottiene il Dna, il patrimonio genetico degli individui presi in esame.
4) RICERCA DI TRATTI COMUNI
Si individua un fattore da studiare, una malattia (come diabete o calcoli renali) o un tratto che non porta necessariamente a una patologia, quale il colesterolo. Si prende il Dna di individui sani e malati e lo si confronta. Per capire quali sono le zone in comune fra più individui non è necessario sequenziare tutto il genoma (operazione lunghissima e costosissima) ma è possibile, grazie a dei marker (frammenti di Dna ad alta variabilità che funzionano come bandierine), capire se il tratto analizzato sia stato ereditato dai padre o dalla madre. 5) SEQUENZIAMENTO
Si va poi a vedere quanti marcatori sono uguali nei malati e nei sani e se fra madre e figlio, per esempio, vi è lo stesso marker. Si individuano quali persone di uno stesso albero genealogico mostrano lo stesso tratto e si cerca di capire il tipo di trasmissione genitori-figli. Per individuare e correlare le zone del genoma comuni a molti individui si usano programmi statistici, perché la mole di dati è grande. Questi procedimenti consentono di restringere le zone del Dna dove è possibile risieda il gene mutato. Poi si procede al sequenziamento del tratto di Dna nella zona sospetta.
6) LA PROTEINA COLPEVOLE
Quando si conosce la sequenza, è possibile ricostruire la composizione della proteina che viene costruita grazie a quel gene. Modelli matematici consentono di prevedere la struttura della proteina e di associarla a una funzione. Perché è la funzione, che non può essere esplicata come negli individui sani, a causare la malattia. Per esempio: se studiando persone con i calcoli renali si vede che la proteina è coinvolta nel metabolismo dell'acido urico, si può essere abbastanza sicuri di avere trovato uno dei geni coinvolti nella malattia. Indagini più approfondite validano il risultato.
Il primo passo è identificare una popolazione che è rimasta isolata o che per altri motivi è molto "imparentata". Per esempio gli abitanti di isole particolarmente difficili da raggiungere o comunque con pochi scambi con il mondo esterno, oppure paesini isolati nelle montagne, o ancora comunità che per motivi religiosi hanno tra loro un alto tasso di consanguineità. Sono stati studiati gli abitanti di remoti villaggi della Sardegna, gli islandesi gli amish e gli utteriti, gli indiani o alcuni popoli dell'Africa, gli eschimesi. È molto utile poter risalire a pochi avi fondatori.
2) RICOSTRUIRE LA GENEALOGIAIl secondo passo è ricostruire gli alberi genealogici. È perciò importante che vi siano documenti anagrafici o religiosi di matrimoni, nascite, morti e cause di decesso. Con cognomi, memorie e documenti i ricercatori ricostruiscono le "piramidi" che portano agli avi comuni. Vi è poi la ricostruzione genetica: studiando il Dna contenuto in organelli cellulari capaci di autoriprodursi, i mitocondri, trasmessi solo dalla madre, è possibile risalire alla discendenza femminile; studiando il cromosoma Y (che hanno solo gli uomini e che dunque viene trasmesso solo dal padre) si risale invece a quella maschile. 3) VISITE MEDICHE
Il passo successivo è visitare gli abitanti: capire da quali malattie sono affetti e quali sono quelle che nella popolazione sono più diffuse rispetto alla media. Si fanno alcuni esami clinici e di laboratorio (per esempio il colesterolo, i lipidi, la funzione polmonare e bronchiale, i test per vedere se ci sono allergie) e si calcola l'indice di massa corporea, determinato da peso e altezza. Le informazioni raccolte serviranno a capire la possibile componente genetica di queste caratteristiche e come questa sia ereditata. Infine, dal sangue prelevato si ottiene il Dna, il patrimonio genetico degli individui presi in esame.
4) RICERCA DI TRATTI COMUNISi individua un fattore da studiare, una malattia (come diabete o calcoli renali) o un tratto che non porta necessariamente a una patologia, quale il colesterolo. Si prende il Dna di individui sani e malati e lo si confronta. Per capire quali sono le zone in comune fra più individui non è necessario sequenziare tutto il genoma (operazione lunghissima e costosissima) ma è possibile, grazie a dei marker (frammenti di Dna ad alta variabilità che funzionano come bandierine), capire se il tratto analizzato sia stato ereditato dai padre o dalla madre. 5) SEQUENZIAMENTO
Si va poi a vedere quanti marcatori sono uguali nei malati e nei sani e se fra madre e figlio, per esempio, vi è lo stesso marker. Si individuano quali persone di uno stesso albero genealogico mostrano lo stesso tratto e si cerca di capire il tipo di trasmissione genitori-figli. Per individuare e correlare le zone del genoma comuni a molti individui si usano programmi statistici, perché la mole di dati è grande. Questi procedimenti consentono di restringere le zone del Dna dove è possibile risieda il gene mutato. Poi si procede al sequenziamento del tratto di Dna nella zona sospetta.
6) LA PROTEINA COLPEVOLEQuando si conosce la sequenza, è possibile ricostruire la composizione della proteina che viene costruita grazie a quel gene. Modelli matematici consentono di prevedere la struttura della proteina e di associarla a una funzione. Perché è la funzione, che non può essere esplicata come negli individui sani, a causare la malattia. Per esempio: se studiando persone con i calcoli renali si vede che la proteina è coinvolta nel metabolismo dell'acido urico, si può essere abbastanza sicuri di avere trovato uno dei geni coinvolti nella malattia. Indagini più approfondite validano il risultato.