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I geni dell’amicizia esistono davvero? La risposta è nella statistica

ResearchBlogging.org

La notizia è di settimana scorsa, ma non ne avevo ancora parlato sul blog perché quando si tratta di scoperte così bizzarre preferisco documentarmi un attimo e leggere l’articolo originale, pubblicato in questo caso sulla prestigiosa rivista PNAS. Secondo uno studio condotto da ricercatori americani, infatti, sembra esistere una correlazione tra i nostri geni e gli amici che ci scegliamo!

Gli autori hanno analizzato sei geni legati al comportamento (DRD2, DRD4, CYP2A6, MAOA, SLC6A3 e SLC6A4) in una rete sociale composta da circa un migliaio di individui, scoprendo che due di essi (DRD2 e CYP2A6) mostravano una correlazione piuttosto evidente con la scelta delle amicizie. In particolare, due persone amiche tra loro avevano un’alta probabilità di condividere la stessa variante genetica del gene DRD2, mentre per il CYP2A6 la correlazione era inversa: gli individui cercavano amici con una variante del gene diversa dalla propria. Le correlazioni sono state confermate anche in una seconda rete di amicizie composta da 2000-3000 soggetti.

Leggendo l’articolo si scopre che le associazioni trovate sembrano piuttosto forti e statisticamente significative. Per quanto riguarda DRD2 il p-value è di 0.0001: vuol dire che c’è appena una probabilità su 10mila che la correlazione trovata sia dovuta al caso. Esiste quindi davvero una stretta associazione tra questi due geni e il modo in cui selezioniamo i nostri amici, anche se dare un’interpretazione convincente a questo risultato non è affatto semplice. Gli autori ritengono che il caso del gene DRD2 possa essere spiegato in funzione dell’associazione di questo gene con l’alcolismo: chi ha una variante che lo predispone all’alcolismo cercherà amici con la stessa variante, con cui ubriacarsi in compagnia. Un po’ meno intuitivo è il discorso relativo al gene CYP2A6: chi possiede una certa variante di questo gene è caratterialmente più aperto, quindi non si riesce a capire perché una persona “geneticamente” più socievole debba volontariamente escludere persone altrettanto espansive dalla propria cerchia di amici.

Come sempre accade quando si parla di genetica comportamentale, non sono mancate critiche e commenti scettici. Il genetista David Altshuler, del Broad Institute di Cambridge, ricorda che gli studi di associazione genome-wide che vengono normalmente condotti per trovare le basi genetiche delle malattie devono analizzare centinaia di migliaia di varianti per riuscire a individuarne qualcuna significativa. Trovare due geni buoni analizzandone solo sei – dice Altshuler – è come comprare sei biglietti della lotteria e vincere il primo e il secondo premio: gli autori sono stati troppo fortunati, così fortunati da far pensare che ci sia sotto qualcosa. Eppure le due associazioni trovate sono statisticamente robuste: i p-value sono significativi. Quindi? Dove sta l’inghippo?

Mentre leggevo l’articolo con lo stesso sano scetticismo di Altshuler, mi è caduto l’occhio su tre paroline magiche: “correzione di Bonferroni“. Questa procedura si utilizza per eliminare i falsi positivi quando si compiono una serie di test statistici, e dipende direttamente dal numero di test eseguiti. Non voglio entrare nei dettagli (chi conosce un po’ di statistica avrà capito di cosa sto parlando), ma in pratica più test eseguo (cioè più geni vado a testare) più devo essere stringente nella mia soglia di significatività. Se fisso una soglia iniziale di significatività a 0.05, la soglia corretta con il metodo di Bonferroni sarà 0.05 diviso 6 (0.008): tutti i geni che hanno un p-value inferiore a 0.008 saranno considerati buoni. Se però invece di fare 6 test ne faccio 100mila, l’asticella si abbasserà di tantissimo: il p-value massimo accettato sarà 5 per dieci alla meno 7, molto più basso dei valori trovati in questo studio!

Questa digressione statistica soltanto per dimostrarvi che se avessero eseguito un GWAS come Dio comanda, con centinaia di migliaia di SNP da testare, molto probabilmente DRD2 e CYP2A6 non li avrebbero mai trovati. James Fowler, uno degli autori, ha dichiarato sul blog Genetic Future che presto avranno i risultati di un vero studio di associazione genome-wide basato su 17mila individui: sarà un ottimo banco di prova per le due associazioni trovate. Per il momento io rimango col beneficio del dubbio.


Fowler, J., Settle, J., & Christakis, N. (2011). Correlated genotypes in friendship networks Proceedings of the National Academy of Sciences DOI: 10.1073/pnas.1011687108

 
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Pubblicato da su 24 gennaio 2011 in Genetica personale, Scienza

 

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GenoMIX #8 – Dicembre 2010

Il mese di Dicembre è stato segnato da alcune notizie veramente importanti, notizie che hanno coinvolto rispettivamente il mondo della scienza, della genetica umana e della blogosfera italiana. La prima è stata la scoperta, annunciata in grande stile dalla NASA, del famoso batterio californiano in grado di sostituire il fosforo con l’arsenico nella doppia elica del proprio DNA. Chi ha seguito un po’ i blog e i siti che parlano di scienza in queste settimane sa che questo articolo pubblicato su Science è stato aspramente criticato da diversi scienziati. Non solo, poiché le critiche sono arrivate tramite un canale alternativo quale sono considerati i blog, la cosa ha a sua volta scatenato una discussione su quale mezzo di comunicazione fosse il più adatto per parlare di scienza. Indirettamente, ci si è iniziati a fare anche qualche domanda sull’efficacia del sistema della peer-review per l’approvazione degli articoli scientifici.

Un altrettanto imponente dibattito si è aperto nel mondo della genetica umana quando il Bioscience Resource Project ha dichiarato, attraverso un articolo sul proprio sito internet, che le malattie comuni che affliggono l’umanità non hanno basi genetiche, ma sono solo il frutto dell’ambiente e del nostro stile di vita. Apriti cielo! Immediate sono arrivate le risposte dei principali commentatori del settore, in ordine di apparizione Mary Mangan, Luke Justins, Daniel MacArthur, Keith Grimaldi e Mary Carmichael. Tutti a difendere la roccaforte della genetica, e a cercare di spiegare ai negazionisti del DNA (soprannominati anche “deterministi ambientali”) che le malattie umane hanno – evidentemente – sia una componente ambientale sia una componente genetica.

Terza notizia, forse la più importante per i blog italiani che parlano di scienza, è l’introduzione della lingua italiana in Research Blogging, la piattaforma che unisce tutti i blog che commentano articoli scientifici peer-reviewed. D’ora in poi, previa iscrizione al sito, chiunque scriverà un post in cui discute una pubblicazione su rivista potrà fregiarsi dell’icona di Research Blogging e comparire nel database del conosciutissimo sito americano. Non so voi, ma io lo reputo un notevole passo in avanti per i blog italiani.

 
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Pubblicato da su 29 dicembre 2010 in GenoMIX

 

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Tre miliardi di anni fa il boom genetico che cambiò la storia della vita

ResearchBlogging.orgProprio ieri tessevo le lodi della biologia computazionale, ed ecco che su Nature compare una ricerca che senza la bioinformatica non avrebbe mai potuto essere fatta. Lawrence David ed Eric Alm, del MIT di Cambridge, sono riusciti a ricostruire la storia evolutiva dei genomi partendo da quelli attuali, fino ad arrivare a circa 4 miliardi di anni fa. Grazie a un complesso modello matematico, i due ricercatori hanno di fatto scoperto quali geni possedevano i batteri che sguazzavano negli oceani del Precambriano, senza ovviamente aver mai visto un solo reperto fossile di questi microrganismi.

Il modello messo a punto dai due scienziati americani si chiama AnGST (Analyser of Gene and Species Trees) e prende in considerazione tutti gli eventi che potrebbe subire il genoma di un organismo vivente durante l’evoluzione: i geni infatti possono nascere, essere persi, duplicarsi o traslocare da una specie a un’altra. E’ stato in questo modo possibile ricostruire la storia evolutiva di circa 4000 famiglie geniche, e scoprire che il momento clou di tutto il cammino evolutivo risale a circa 3 miliardi di anni fa, nel periodo noto come Archeano.

Quella che gli autori chiamano “espansione Archeana” è stata un vero e proprio boom genetico, che ha visto prima una comparsa quasi esplosiva di nuovi geni, e successivamente un’altrettanto repentina eliminazione. Il 27% delle famiglie geniche di oggi sono nate in quel preciso momento. E’ come se improvvisamente quelle cellule primordiali avessero in qualche modo rivoluzionato il proprio arsenale genetico, forse perché divenuto obsoleto per le nuove condizioni ambientali. Se mi concedete il paragone, è stato un po’ come cambiare i vestiti dell’armadio nel passaggio dall’estate all’inverno.

Ma cosa è accaduto di così sconvolgente 3 miliardi di anni fa? Inizialmente si pensava all’aumento della concentrazione di ossigeno in seguito a quello che gli scienziati chiamano Great Oxidation Event, ma analizzando meglio i geni nati durante l’espansione Archeana è stato possibile escludere questa possibilità: gli enzimi che utilizzano l’ossigeno appaiono infatti solo al termine di questo boom, e la concentrazione di ossigeno non può quindi essere stato il fattore scatenante.

Piuttosto, ipotizzano i ricercatori, la crescita della quantità di ossigeno potrebbe essere stata al contrario una conseguenza del boom genetico. Sembra infatti che i geni nati in quel momento siano legati al trasporto degli elettroni e alla respirazione cellulare anaerobica. Qui nacquero insomma i primi meccanismi fotosintetici, che iniziarono a produrre grandi quantità di ossigeno e presumibilmente provocarono il Great Oxidation Event: non stupisce quindi che subito dopo iniziarono a comparire le prime proteine in grado di utilizzare questo gas.

David, L., & Alm, E. (2010). Rapid evolutionary innovation during an Archaean genetic expansion Nature DOI: 10.1038/nature09649

Image credit: Lawrence David

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Pubblicato da su 20 dicembre 2010 in Scienza

 

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La complessità dei viventi è un dato di fatto

Come prevedibile, l’articolo pubblicato sul Bioscience Resource Project (che io stesso ho commentato nel post precedente) ha scatenato un putiferio tra i genetisti. Gli autori sostanzialmente negavano il ruolo dei geni nella suscettibilità alle malattie comuni, basandosi sui presunti fallimenti degli studi di associazione genome-wide condotti negli ultimi anni. Secondo Jonathan Latham e Allison Wilson, la ricerca genomica è stata un continuo spreco di denaro che non ha portato nessun risultato utile. Anzi, a loro dire, i ricercatori di questo settore si stanno inventando dei nuovi filoni di ricerca (epigenetica, varianti rare ecc.) soltanto per accaparrarsi nuovi finanziamenti. Basta con la ricerca sui geni, dicono: i soldi spendiamoli per capire come la dieta e lo stile di vita influiscono sulla nostra salute, perché è solo a questi che dobbiamo imputare le malattie che ci colpiscono.

Le reazioni sono state immediate. Mary Mangan, sul blog OpenHelix, ci va giù pesante, accusando i due autori e chiamandoli “negazionisti del DNA”. Rincara la dose Luke Jostins su Genomes Unzipped, impartendo una lezione sui metodi utilizzati per calcolare l’ereditabilità negli studi dei gemelli (secondo Jostins i due oppositori della genetica non hanno le idee molto chiare sulla questione). Prosegue la critica il guru Daniel MacArthur, che su Genetic Future contesta l’articolo incriminato su più punti, considerandolo come un’occasione persa per parlare della situazione reale della ricerca genomica. Infine, Keith Grimaldi su Eurogene scrive un post alternativo, riprendendo le stesse argomentazioni utilizzate da Latham e Wilson rigirandole però contro di loro: il risultato finale è una parodia sarcastica della loro logica illogica.

Gente, è bene che vi mettiate in testa una cosa: gli esseri viventi sono oggetti complessi. Ma complessi tanto eh! Le malattie non sono causate solo dai geni (come sostenuto ironicamente da Keith Grimaldi), né solo dall’ambiente (come sostenuto seriamente da Latham e Wilson). Entrambi giocano un ruolo fondamentale in praticamente tutte le patologie, e i rapporti cambiano da malattia a malattia. Ho sempre mal sopportato gli estremisti: tendenzialmente chi tiene una posizione estrema lo fa perché non è in grado di comprendere le sfumature e le interazioni complesse. Ma qui c’è poco da comprendere, gli esseri viventi sono complessi e bisogna accettarlo. E’ un dato di fatto!

Image credit: Psychology Today

 
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Pubblicato da su 16 dicembre 2010 in Medicina, Nutrizione, Salute, Scienza

 

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I dieci geni dai nomi più strani

Quando un ricercatore dà un nome a un nuovo gene appena scoperto, dovrebbe farlo con un minimo di serietà e di professionalità, soprattutto se quel gene svolge una funzione importante. Niente di più lontano dal vero: il battesimo di un gene, per molti scienziati, è il momento in cui, per una volta, essere liberi di sprigionare la propria creatività, e se il nome risulta intelligentemente spiritoso tanto meglio. Cercando in rete, infatti, si possono trovare geni che hanno ricevuto i nomi più bizzarri, e la cosa interessante è che, molto spesso, dietro queste scelte ci sono delle precise ragioni biologiche. Ecco qui la mia personale classifica dei 10 nomi più strani.

10. SONIC HEDGEHOG
Questo gene fu scoperto per la prima volta nel moscerino della frutta (Drosophila melanogaster) e fu chiamato Hedgehog (riccio in italiano), perché le larve mutanti per questo gene avevano la forma di ricci. Quando poi si scoprì il gene anche in uomo, pensarono bene di chiamarlo Sonic Hedgehog, come il riccio Sonic, protagonista del popolare videogame.

9. POKEMON
Si tratta di uno dei geni POK ed è in realtà una sigla che sta per POK Erythroid Myeloid ONtogenic. Il gene, identificato dal genetista italiano Pier Paolo Pandolfi, fu poi rinominato con il nome Zbtb7, dopo che la casa produttrice del noto cartone animato minacciò il centro di ricerca con un’azione legale: a quanto pare, non gradiva molto che il suo marchio venisse associato a un gene che può provocare il cancro.

8. RING
Quando un gene ti sembra interessante ma non sei sicuro della sua funzione, perché non chiamarlo semplicemente “nuovo gene molto interessante”? Da qui la scelta di RING, che sta semplicemente per Really Interesting New Gene.

7. GYPSY
Il gene Gypsy è un trasposone, cioè un elemento di DNA in grado di spostarsi in punti diversi del genoma, come uno zingaro. In inglese “gypsy” significa infatti proprio questo.

6. PASTICCINO
Più che un gene è una vera e propria famiglia genica, infatti esistono Pasticcino1, Pasticcino2 e Pasticcino3 (chiamati per brevità geni PAS). Il motivo per cui sono stati chiamati così non sono riuscito a trovarlo, ma certo non mi ha stupito scoprire che nel gruppo che li ha identificati ci fosse una ricercatrice italiana. Che probabilmente ama i dolci.

5. KEN AND BARBIE
I moscerini mutanti per questo gene sono privi di genitali esterni, proprio come Barbie e Ken.

4. CLEOPATRA
Sembrerà incredibile, ma questo gene si chiama così perché l’interazione di questo mutante con il gene asp è letale. Tutti sappiamo infatti che la regina egizia Cleopatra si suicidò facendosi mordere da un’aspide (asp in inglese).

3. SUPERMAN
Le piantine di Arabidopsis thaliana mutate per questo gene sviluppano un maggior numero di stami nel fiore. Più tardi fu scoperta un’altra mutazione simile, e chiamarono il gene Clark Kent.

2. KRYPTONITE
Così come il minerale Kryptonite è letale per Superman, allo stesso modo una mutazione in questo gene è in grado di contrastare l’effetto del gene Superman.

1. FUCK
Avete capito bene, molte specie di batteri hanno un gene che si chiama come la famosissima parolaccia. Non si vuole offendere nessuno ovviamente, si tratta solo di una intelligente abbreviazione del gene fuculose kinase. fucK svolge la funzione di aggiungere un gruppo fosfato allo zucchero fuculosio. Certo, a giudicare dal nome ci aspettavamo qualcosa di più eccitante.

Fonti: Clever Gene Names, Curiosities of Biological Nomenclature

 
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Pubblicato da su 16 novembre 2010 in Educational, Scienza, Varie

 

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