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Finisco di sequenziare papà e arrivo! (the spaghetti incident?)

Il DNA e il DVD di “Alla ricerca di Nemo” che avete nella vostra videoteca hanno molte cose in comune: sono entrambi supporti di archiviazione digitale di dati.
L’industria dell’audio/video ha fatto passi da gigante in questi anni. Fra non molto, parlando con qualcuno più giovane di noi, potremmo trovarci nella necessità di spiegare che cos’è (era) un’audiocassetta, o un floppy disk (il vinile però lo conoscono tutti: fa tendenza, anche se non ho mai capito bene per quale motivo).
Il DNA invece svolge efficientemente la sua funzione da qualche miliardo di anni, solo che prima dell’Homo sapiens sapiens a nessuno era ancora venuto in mente di andare a leggere che cosa c’era scritto dentro.
I primi passi non sono stati sicuramente incoraggianti. Ci voleva qualche giorno di lavoro (con composti radioattivi) per poter leggere qualche centinaio di paia di basi: e in tutto il genoma umano ci sono tre miliardi abbondanti di basi azotate.
Con l’introduzione del metodo enzimatico del signor Sanger, le cose hanno incominciato ad andare sicuramente meglio: con questo metodo, e con un lavoro distribuito su anni e svariati centri di ricerca, abbiamo sequenziato il genoma.

Il signor Sanger, che ha preso il nome dal metodo di sequenziamento da lui inventato (!?). Col procedere degli anni, l'allegro signor Sanger si è trasformato nell'allegro nonno Sanger, e il sequenziamento è passato dalle lastre autoradiografiche ai comodi sequenziatori... Sanger. Troppi Sanger in questa didascalia. Fonte: Piermatteo :P

Negli ultimi anni, la tecnica di sequenziamento è migliorata incredibilmente, e oggi siamo in grado di analizzare gigabasi di sequenza (ovvero, miliardi di basi azotate) in pochi giorni: abbiamo già visto un utilizzo pratico di questi sequenziatori di seconda generazione quando abbiamo parlato del genoma degli uomini di Neanderthal.
La nuova tecnica che ho scorto su Nature Nanotechnology ha però veramente dell’incredibile. Fino ad oggi, sia nei sequenziatori fatti con la latta delle scatolette sia in quelli di ultima generazione, il sequenziamento* ha sempre sfruttato la capacità del DNA di poter essere amplificato all’interno delle cellule (con una forzatura, come se io potessi leggere un libro solo mentre lo sto ricopiando da un’altra parte). Con la nuova tenica avviene qualcosa di simile; ma anziché “leggere” quello che viene ricopiato mediante marcatori fluorescenti o emissione di luce in condizioni particolari, quello che propongono questi ricercatori è di leggere il DNA facendolo passare attraverso delle proteine “bucherellate” (in gergo, dei pori proteici) mentre la DNA polimerasi, enzima capace di fotocopiare il DNA, lo duplica in provetta. In seguito vengono misurate delle differenze di potenziale elettrico, una specie di “picchi di corrente”, a seconda del mattoncino di DNA che viene aggiunto alla sequenza!
Il bello è che non ci sono apparentemente limiti al DNA che è possibile leggere: se paradossalmente potessimo mantenere un cromosoma intatto (i più lunghi arrivano a centinaia di milioni di paia di basi, o centinaia di megabasi), potremmo leggerlo tutto, facendolo “passare” attraverso il foro e registrando come varia il potenziale elettrico.

Quello che sto cercando di dirvi, è che sequenziare il DNA diventerò molto simile a questo. Fonte foto: photaki.it

Unendo vari “pori” e collegando in parallelo vari sequenziatori, si potrebbe arrivare a fare impallidire la quantità di dati che gli attuali sequenziatori possono generare.
I ricercatori già sognano anche dei “minisequenziatori” USB, da portarsi dietro per la diagnostica portatile. Che dire? La prossima volta che la vostra lei troverà un capello rosso sulla vostra giacca, mentire potrebbe essere molto, molto più difficile**.
Piermatteo

Note a piè pagina
*Ad eccezione del sequenziamento chimico, che però – a parte ristrettissimi impieghi – non è quasi più utile a nulla.
** Mi piaceva chiudere così, ma in realtà ottenere DNA genomico da un capello non è possibile: i capelli contengono solo tracce di DNA mitocondriale. Questo però non è vero per il bulbo, ma avrete il vostro bel daffare per amplificare tutto in modo da ottenerne una quantità sufficiente per sequenziare un intero genoma! Il consiglio delle donne calve è comunque sempre il migliore.

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Scritto da Piermatteo Barambani Pubblicato il 29 febbraio 2012

 

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