Genoma mappato durante lo sviluppo – tappe della differenziazione cellulare

Gli scienziati del The Genome Institute di Singapore (GIS) e del The Scripps Research Institute (TSRI) sono riusciti a realizzare una mappa che mostra in dettaglio come il genoma umano si modifica durante lo sviluppo embrionale. A darne notizia e’ stato un articolo pubblicato sulla rivista Genome Research. Questa mappa dettagliata rappresenta un passo importante per il successo della differenziazione mirata delle cellule staminali in specifici organi, un fattore cruciale per la terapia con le cellule staminali.

“In questo studio – ha spiegato Chia-Lin Wei, principale autore dello studio – abbiamo mappato la principale componente dell’epigenoma, la metilazione del Dna, per l’intera sequenza del Dna umano, e siamo andati oltre alla comparazione di tre tipi di cellule che rappresentano tre fasi dello sviluppo umano: le cellule staminali embrionali umane, le cellule staminali embrionali umane che si sono differenziate nelle cellule della pelle e le cellule derivate dalla pelle”. Con queste informazioni, secondo i ricercatori, gli scienziati hanno ora uno schema delle principali firme epigenetiche associate alla differenziazione. “Le cellule del nostro corpo hanno la stessa sequenza di Dna”, ha detto Jeanne Loring, co-autore dello studio. “L’epigenetica – ha continuato – e’ il processo che determina quali parti del genoma sono attive in diversi tipi di cellule, rendendo una cellula nervosa, per esempio, diversa da una cellula muscolare”. La metilazione del Dna provoca la modificazione chimica di specifiche subunita’ del Dna e controlla quali aree del genoma sono attive e quali sono inoperose. La metilazione del Dna e’ essenziale nel processo che permette alle cellule embrionali di trasformarsi da ‘cellule staminali pluripotenti’, che hanno la capacita’ di trasformarsi in centinaia di tipi di cellule, in ‘cellule differenziate’, ovvero i diversi tipi di cellule che compongono le diverse parti del corpo, come la pelle, i capelli, i nervi, ecc. Nel riesaminare i dati prodotti dallo studio – le informazioni sulla metilazione di tre miliardi di paia di basi del Dna – gli scienziati sono stati in grado di identificare modelli precedentemente sconosciuti di metilazione del Dna.

Inoltre, hanno identificato i casi in cui la metilazione del Dna sembra migliorare, piuttosto che reprimere, l’attivita’ del Dna circostante, e hanno trovato prove che suggeriscono un ruolo della metilazione del Dna nella regolazione dell’Rna messaggero. “Abbiamo prodotto una quantita’ di dati molto grandi – ha detto Loring – ma in realta’ semplificano l’immagine. Abbiamo identificato i modelli di molti geni che sono metilati o de-metilati durante la differenziazione. Questo ci permettera’ di capire meglio i cambiamenti che le cellule subiscono”. “I dati sono a disposizione del pubblico – ha detto Louise Laurent, altra autrice dello studio – e non vediamo l’ora di vedere cio’ che gli scienziati possono scoprire utilizzando queste informazioni per i propri studi sui singoli geni, sullo sviluppo embrionale e sulle cellule staminali”.