mercoledì, Dicembre 19, 2018
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La regolazione genica nei topi e negli esseri umani

347995447_79a3600a54_zSCOPERTE – Il topo è uno dei principali modelli utilizzati nelle ricerche scientifiche, sia per studiare il funzionamento del nostro organismo, sia per la progettazione di farmaci e trattamenti contro molte malattie. Ma quanto siamo effettivamente simili ai topi? E quanto sono affidabili le ricerche condotte su questi animali per fornirci dati interessanti sugli esseri umani? Per rispondere a questa domanda in maniera dettagliata, è in corso un grande progetto, chiamato Mouse ENCODE, i cui risultati sono stati riassunti in un recente articolo pubblicato su Nature.

Con i primi sequenziamenti dei genomi, i ricercatori hanno iniziato a studiare i geni che producono proteine per capire quali mutazioni sono collegabili alle malattie. In poco tempo si è scoperto che la maggioranza delle malattie umane non dipendeva tanto da mutazioni nei geni, quanto da un’alterata espressione dei geni stessi.

La diffusione del modello sperimentale murino deriva dal fatto che condividiamo con i topi circa il 70% dei geni che codificano per proteine. Molti di essi però non si comportano allo stesso modo nei due organismi, ponendo il serio problema su quanto siano affidabili i dati estrapolati sui topi e applicati agli esseri umani. Anche per questo motivo è nato il progetto Mouse ENCODE, un consorzo di centinaia di centri di ricerca internazionali, che fa parte di un progetto ancora più grande, chiamato semplicemente ENCODE (Encyclopedia of DNA Elements). Nato nel 2003, ha cercato di far luce su tutti gli aspetti che riguardano la funzione dei geni, a cominciare dalla trascrizione del DNA. L’obiettivo è la creazione di una vera e propria mappa di elementi legati alla trascrizione dei geni.

Grazie a questo enorme lavoro si è scoperto, per esempio, che sequenze di DNA apparentemente inutili come i retrotrasposoni, cioè pezzi di DNA inseriti con una trascrizione inversa dall’RNA, sono importanti per la regolazione dell’espressione genica e che circa il 60% dei geni normalmente attivi in una cellula può variare nella sua attività anche di centomila volte. E questi effetti sono spesso molto diversi per topi e esseri umani.

Nel corso degli anni, dunque, è stato quindi messo a punto un grande catalogo che permette di mettere a confronto i dati genomici dei topi, confrontati con quelli degli esseri umani, per avere un’idea più chiara delle analogie e le differenze tra queste due specie. Secondo Bing Ren, coordinatore del progetto Mouse ENCODE e ricercatore del’Università della California a San Diego, “l’ipotesi era che tutto ciò che si scopre nel topo fosse probabilmente vero anche per l’essere umano”. Un’ipotesi che, come detto, non è veritiera e che tale progetto ha aiutato a comprendere meglio.

Analizzando 124 diversi tipi di cellule e tessuti di topo, infatti, si è scoperto che nonostante l’elevata conservazione dei geni codificanti, i meccanismi di regolazione della loro espressione sono profondamente diversi, poiché generalmente ogni specie si è evoluta per trovare modi diversi di fare le stesse cose.

Questi risultati, ancora parziali, non vanno però visti come una smentita dell’importanza del topo come modello di studio. Semmai possono diventare un aiuto preziosissimo per sviluppare e utilizzare modelli migliori laddove è necessario. Conoscere come le istruzioni genetiche sono “interpretate” e tradotte dalle macchine molecolari presenti in ogni cellula, infatti, ci permette di capire perché uno stesso gene funziona in maniera diversa ( o ha addirittura una funzione diversa) a seconda dell’organismo. Un’informazione estremamente importante per capire in quali casi il topo può essere ancora considerato un buon modello e quando invece sarebbe opportuno sviluppare modelli più adatti ed efficaci. Un aiuto enorme per non disperdere inutili risorse in ricerche di dubbia utilità e ottenere risultati sempre più affidabili.

@FedeBaglioni88

Pubblicato con licenza Creative Commons Attribuzione-Non opere derivate 2.5 Italia.   
Crediti immagine:
Alan Turkus, Flickr

Federico Baglioni
Biotecnologo curioso, musicista e appassionato di divulgazione scientifica. Ho frequentato un Master di giornalismo scientifico a Roma e partecipato come animatore ai vari festival scientifici. Scrivo su testate come LeScienze, Wired e Today, ho fatto parte della redazione di RAI Nautilus e faccio divulgazione scientifica in scuole, Università, musei e attraverso il movimento culturale Italia Unita Per La Scienza, del quale sono fondatore e coordinatore. Mi trovate anche sul blog Ritagli di Scienza, Facebook e Twitter @FedeBaglioni88

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