Cambia il libro della vita, è sottolineato e con pagine piegate

Il libro della vita non è più un testo lineare da leggere una lettera dopo l'altra: finalmente contiene sottolineature , annotazioni e ' orecchie' alle pagine che permettono di interpretare meglio i geni scritti nel Dna umano .

A rendere possibile questo nuovo livello di lettura è il primo atlante del corpo umano che mappa, cellula per cellula , sia il ripiegamento tridimensionale del Dna che le sue modifiche chimiche indotte dall'ambiente (epigenetiche) . Basato sull' analisi di oltre 86.000 cellule di 16 tessuti umani , è stato realizzato dai ricercatori del Salk Institute in California, che rendono questa risorsa disponibile gratuitamente online , anche per l'addestramento dei modelli di intelligenza artificiale usati per prevedere l'impatto delle varianti genetiche sulla salute. Il risultato del loro lavoro è pubblicato sulla rivista Science.

La rivista pubblica insieme a Science Advances anche altri otto articoli sempre frutto del programma 4D Nucleome (NIH 4DN) del National Institutes of Health, che mira a comprendere come il genoma sia organizzato nello spazio e nel tempo per regolare l'espressione genica in condizioni di salute e malattia . "Questi studi mostrano quanto rapidamente questa disciplina sia maturata: dalla singola cellula oggi si arriva a mappare l'architettura del genoma nel cervello che invecchia, nell'Alzheimer, nel cuore, nel sistema immunitario", commenta il genetista Giuseppe Novelli dell'Università di Roma Tor Vergata. Le modificazioni chimiche e i ripiegamenti strutturali del Dna sono i due principali livelli di regolazione epigenetica che permettono di accendere e spegnere i geni secondo schemi specifici plasmando l'identità delle cellule. Entrambi i meccanismi influenzano l'espressione genica, ma finora non erano mai stati studiati simultaneamente in singole cellule dell'intero corpo umano.

Le informazioni ottenute grazie a questo nuovo studio aiutano a capire come agiscono le varianti genetiche che aumentano il rischio di specifiche malattie, in quale tipo di cellule entrano in azione e quali geni influenzano. " Per la medicina è un passaggio cruciale ", sottolinea Novelli. Collegando i ripiegamenti strutturali del Dna alle varianti genetiche di rischio, "si passa dal dire 'questa variante è associata alla malattia' a dire ' questa variante agisce in questa cellula , attraverso questo contatto fisico tra regioni del Dna'. È la risoluzione di cui la medicina di precisione ha bisogno ".

Lo studio ha anche evidenziato che, in alcune cellule , i cambiamenti tridimensionali del Dna e le modificazioni chimiche non vanno di pari passo : si è infatti osservato che la riorganizzazione tridimensionale del Dna cambia per prima , mentre le modifiche chimiche (prodotte dal cosiddetto processo di 'metilazione') seguono a ruota. Ciò suggerisce che diverse caratteristiche epigenetiche si aggiornano su scale temporali differenti durante le transizioni di stato cellulare: questa scoperta potrebbe ridefinire il modo in cui vengono definiti i tipi cellulari nei tessuti adulti e come viene tracciata la transizione delle cellule da una condizione normale a una di malattia .