Cromosomi che esplodono

Il cancro è una malattia del genoma. Si manifesta infatti quando il nostro DNA subisce mutazioni in geni chiave per la regolazione della crescita cellulare. Fino a poco tempo fa, si pensava che queste mutazioni si accumulassero in modo progressivo nel corso del tempo, danneggiando uno alla volta diversi meccanismi di controllo delle cellule. Grazie al sequenziamento genomico, un gruppo di ricerca inglese ha ora scoperto che i tumori possono insorgere anche secondo un’altra modalità, che interesserebbe il 2-3% dei casi: il cancro potrebbe infatti essere provocato anche da un unico catastrofico evento, in cui interi cromosomi vengono distrutti.

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Non solo un lento accumulo progressivo di piccole mutazioni del Dna, ma anche un unico, “catastrofico” evento in cui interi cromosomi vengono distrutti può portare allo sviluppo dei tumori. A suggerirlo è un nuovo studio apparso su Cell, che porta la firma dei ricercatori del Wellcome Trust Sanger Institute di Cambridge (Gb), guidati da Peter J. Campbell.

Analizzando una serie di campioni di tessuti tumorali, i ricercatori inglesi hanno individuato alcuni casi in cui uno solo dei 46 cromosomi che compongono il genoma umano appariva completamente danneggiato: alcuni geni mancavano, mentre altri erano presenti in più copie.

La particolare tipologia del danno fa pensare che esso non sia dovuto all’accumulo, nel tempo, di una serie di mutazioni, ma piuttosto a un singolo terribile evento (chiamato cromotripsi), in cui il cromosoma si è letteralmente polverizzato in decine o centinaia di frammenti, poi maldestramente riassemblati dalla cellula. Le conseguenze possono essere molto gravi per gli equilibri cellulari: geni che promuovono il cancro (oncogeni) possono essere improvvisamente amplificati, mentre possono perdersi quelli oncosoppressori.

Dalle analisi genetiche effettuate dai ricercatori, la cromotripsi sembra essere la causa del 2-3 per cento dei tumori. La si osserva in particolare nei tumori delle ossa: nel caso dell’osteosarcoma, infatti, ne sono interessati il 25 per cento circa dei campioni esaminati. Resta ancora da chiarire quale possa essere la causa scatenante di un danno così devastante. Tra le possibili ipotesi, gli studiosi stanno considerando le radiazioni ionizzanti come i raggi X.


Stephens, P., Greenman, C., Fu, B., Yang, F., Bignell, G., Mudie, L., Pleasance, E., Lau, K., Beare, D., & Stebbings, L. (2011). Massive Genomic Rearrangement Acquired in a Single Catastrophic Event during Cancer Development Cell, 144 (1), 27-40 DOI: 10.1016/j.cell.2010.11.055

Fonte: M. Colaiacovo – www.galileonet.it

Image credit: Cell

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Melo da record: mai visti tanti geni in un genoma solo!

Ieri ho avuto il piacere di seguire un seminario del prof. Riccardo Velasco, ricercatore presso l’Istituto Agrario di San Michele all’Adige. L’argomento era il genoma del melo Malus domestica, sequenziato da un consorzio internazionale di cui l’istituto trentino ha fatto parte. Il genome paper, come si dice in questi casi, è stato pubblicato alla fine dell’estate, e si è persino meritato la copertina del numero di Ottobre di Nature Genetics.

Cosa abbia di speciale il genoma del melo è presto detto: questa specie ha la bellezza di 57mila geni. Si tratta di un numero estremamente elevato, quasi certamente il più alto in assoluto tra tutti i genomi finora sequenziati. Per arrivare a questa cifra impressionante sono stati utilizzati sei predittori diversi, cioè sei programmi che, sulla base della sequenza genomica, individuano i punti dove potrebbero trovarsi i geni. Il dato è ancora più sorprendente se si considera che, in realtà, si tratta di una predizione molto stringente e quindi la più sicura possibile: se fossero state presi come buoni anche i geni più incerti, sarebbe stata agevolmente sfondata quota 60mila.

Ma perché il melo ha tutti questi geni? Una possibile spiegazione potrebbe essere il grande evento di duplicazione avvenuto 50 milioni di anni fa, in cui l’intero genoma del progenitore del melo subì un gigantesco “copia e incolla”. Da allora sono avvenuti un sacco di riarrangiamenti cromosomici: spostamenti di pezzi di cromosomi, cromosomi interi che si sono fusi tra loro, blocchi di DNA eliminati. Questa pianta ne ha viste veramente di tutti i colori. Gli autori riescono anche a ipotizzare un modello che spiega che fine hanno fatto i 9 cromosomi originari, e quali assurde peripezie hanno subito negli ultimi milioni di anni, per arrivare a diventare i 17 cromosomi del melo attuale.

Grazie alla suddetta duplicazione genomica, il melo può ora vantare il record della specie vegetale con più geni (probabilmente detiene anche il record assoluto rispetto a tutti gli organismi sequenziati, ma siccome i dati che ho trovato sono discordanti non azzarderei un’affermazione del genere): tanto per dare qualche numero, il pioppo e la soia ne hanno 46mila, il riso 40mila e il mais 32mila. Sono molto curioso di sapere quanti ne rivelerà il gigantesco genoma del frumento, quando il suo sequenziamento sarà davvero completato: con i suoi 16 miliardi di paia di basi ha tutte le carte in regola per fare impallidire anche il nostro Malus domestica.

Velasco R et al “The genome of the domesticated apple (Malus × domestica Borkh.)”, Nature Genetics 2010, 42, 833 – 839

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