Sunday, March 25, 2007

Il DNA metagenomico di Craig Venter

La piu' recente impresa del vulcanico Craig Venter, una spedizione oceanica a caccia di genomi di microorganismi marini, sta gia' rivelando grandi sorprese...

Si tratta di un esempio di lavoro sulla cosiddetta Genomica Ambientale (o Metagenomica), una nuova disciplina che si propone di analizzare "pezzetti" di genoma di vari microorganismi raccolti direttamente in ambiente. Molti di questi, infatti, non crescono in laboratorio, e quindi le tecniche tradizionali fanno perdere la maggior parte delle informazioni. In questo caso si fa riferimento alla spedizione oceanica denominata Sorcerer II Global Ocean Sampling Expedition, che ha come obbiettivo la circumnavigazione del globo, a caccia di campioni di DNA microbico ambientale. Nella prima delle sue tre tappe previste, il vascello scientifico Sorcerer II ha viaggiato dalla provincia canadese di Terranova al canale di Panama, per raggiungere poi le Galapagos e terminare la sua traversata in Polinesia Francese. I campioni di acqua superficiale raccolti sono stati poi inviati in Maryland, nei laboratori di Venter. A questo punto il DNA degli organismi contenuti nei campioni e' stato "tagliato" in piccoli frammenti, che sono stati affidati a vari laboratori per l'analisi comparativa.
Tra i molti partecipanti al grande sforzo analitico c'e' Gerard Manning, del Razavi Newman Center for Bioinformatics al Salk Institute, impegnato con i suoi colleghi negli ultimi due mesi a razionalizzare quasi otto milioni di frammenti di DNA provenienti dai microorganismi marini. I ricercatori hanno collaborato con la Time Logic, una compagnia informatica californiana specializzata in ricerche genetiche. I frammenti genetici sono stati confrontati e ricomposti in sequenze piu' lunghe, in modo da individuare gruppi di geni con funzioni simili. In questo modo, facendo centinaia di milioni di confronti, e' stato possibile predire l'esistenza di piu' di sei milioni di proteine, assegnandone piu' della meta' a famiglie gia' note e scoprendo al contempo nuovi geni, mai incontrati prima d'ora. I primi risultati di questa appassionante ricerca appaiono in una interessantissima serie di articoli ospitata da pochi giorni sulla rivista online PLoS Biology.
In uno di questi Manning ha studiato la presenza e la natura delle chinasi batteriche (subito ribattezzate Chinoma batterico), un gruppo di enzimi molto studiati nelle cellule eucariote ma di cui poco si conosce per cio' che riguarda le cellule procariote: la ricerca ha portato alla scoperta di ben 45.000 chinasi batteriche, suddivise in venti famiglie. E la grande sorpresa e' stata quella di individuare una corta sequenza che si e' conservata in tutte e venti le famiglie, parte della quale si ritrova addirittura nelle chinasi umane.
Con l'aiuto delle moderne tecniche bioinformatiche, la Metagenomica si presenta dunque come una disciplina ricca di promesse per la scoperta e l'analisi di nuove famiglie di proteine, con la loro struttura, funzione ed evoluzione. L'obbiettivo finale e' lo studio della biodiversita' di ambienti e condizioni difficilmente riproducibili in laboratorio.
Paola Nardi

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