Circa 10 milioni di punti di variazione genetica sono sparsi in una molecola di DNA e queste variazioni ci rendono ciò che siamo come individui. Ma in alcuni casi, queste stesse varianti contribuiscono alle malattie ed è una grande sfida per gli scienziati distinguere tra varianti innocue e varianti che sono potenzialmente pericolose per la nostra salute.
Ora, i ricercatori della Washington University School of Medicine di St. Louis hanno sviluppato una nuova tecnica per creare a basso costo e rapidamente, mille set di frammenti di DNA che illustrano tutte le possibili varianti genetiche in un determinato tratto di DNA. Studiando questi frammenti di DNA, gli scienziati possono più facilmente distinguere tra varianti genetiche legate alla malattia e varianti genetiche innocue.
I risultati, pubblicati il 3 ottobre in Nature Methods, permettono ai ricercatori di creare gruppi di varianti del DNA in un solo giorno per poche centinaia di dollari. I metodi attuali richiedono fino a una settimana e costano decine di migliaia di dollari.
“Come neurologo pediatrico che si occupa di studi genetici sui bambini con disabilità dello sviluppo, ho spesso eseguito la scansione dell’intero genoma di un paziente per individuare le varianti genetiche”, ha detto il Dr.Christina Gurnett, autore dello studio e Prof. Associato di neurologia e di pediatria. “A volte trovo una variante nota che causa una malattia particolare, ma più spesso di quanto non immaginate, trovo varianti genetiche che nessuno ha mai visto prima con risultati molto difficili da interpretare”.
In passato, gli scienziati hanno testato l’effetto di varianti genetiche una per una, un processo laborioso. In un singolo punto della sequenza di DNA, hanno sostituito una lettera del DNA corretta – una A, T, C o G – con una delle altre tre opzioni. Poi, hanno tradotto tale sequenza di DNA in una proteina e valutato se la proteina mutata si comportava diversamente da quella originaria.
Più recentemente, i ricercatori hanno iniziato la creazione di gruppi di centinaia di varianti in cui ogni lettera in una particolare sequenza di DNA è stata cambiata e quindi hanno testato il set tutto in una volta. Tali studi sono stati limitati dal costo elevato che richiede la creazione dei set.
Il ricercatore Postdottorato Gabriel Haller che lavora nel laboratorio di Gurnett si è reso conto che avrebbe potuto sfruttare tecniche di laboratorio e strumenti comuni per creare gruppi di varianti del DNA senza le costose attrezzature e reagenti che hanno reso tale ricerca molto costosa.
Haller ha copiato una sequenza di DNA utilizzando le quattro lettere del DNA standard e la lettera non standard noto come inosina. Ogni copia della sequenza era identica tranne che per una inosina, che si trovava in un punto casuale e serviva come “segnaposto”. Poi, ha sostituito l’inosina con una delle lettere di DNA standard creando una singola mutazione in ciascuna copia della sequenza.
Gurnett e colleghi stanno applicando questa tecnica ai geni associati con aneurismi aortici, un indebolimento della parete aortica che può essere fatale. A lungo termine, Gurnett prevede la creazione di un catalogo degli effetti di ogni possibile variante. La velocità e l’economicità della nuova tecnica rendono possibile tale catalogo.
“Poi, quando i medici trovano una variante che non è mai stata osservata prima in uno di questi geni associati con aneurisma aortico, possono passare attraverso questo catalogo e dire: ‘Sì, questa mutazione ha un effetto negativo sulle proteine, quindi è probabile che sia dannosa”, ha spiegato Gurnett.”Questo sarebbe un pezzo del grande puzzle di interpretazione delle mutazioni genetiche”.
