Rilevamento dell’invisibile: nuova tecnica svela i primi segni di mutazioni del DNA
La tecnica HiDEF-seq , sviluppata da NYU Langone Health , rappresenta un importante avanzamento nella sequenziazione del DNA , offrendo una precisione senza precedenti nel rilevare i cambiamenti molecolari nelle fasi iniziali del DNA. Questa innovativa tecnologia permette di identificare le modifiche del DNA che precedono l’insorgenza di mutazioni, migliorando significativamente la comprensione dei disturbi genetici e dei processi legati all’ invecchiamento .
Le mutazioni sono alterazioni delle lettere molecolari, chiamate basi, che compongono il codice del DNA , essenziale per tutte le cellule viventi. Questi cambiamenti possono essere di diversa entità e, in alcuni casi, possono portare a malattie come il cancro . HiDEF-seq è capace di rilevare, con estrema precisione, questi cambiamenti molecolari precoci nel codice genetico, prima che si trasformino in mutazioni vere e proprie.
Il team di ricerca guidato da NYU Langone Health , in collaborazione con istituti in Nord America e Danimarca , ha approfondito i primi stadi attraverso i quali le mutazioni si manifestano nel DNA. La struttura del DNA è costituita da due filamenti di basi molecolari: adenina (A) , timina (T) , guanina (G) e citosina (C) , che si accoppiano in maniera specifica per garantire la corretta replicazione del codice genetico.
Uno degli aspetti più rilevanti della tecnica HiDEF-seq è la sua capacità di identificare anomalie che si verificano su un solo filamento di DNA, una caratteristica che molte altre tecnologie attualmente non sono in grado di rilevare. Queste anomalie possono trasformarsi successivamente in mutazioni a doppio filamento permanenti, ma con HiDEF-seq è possibile individuare e monitorare tali cambiamenti molto prima che diventino stabili e dannosi.
Nello studio pubblicato sulla rivista Nature , è stato dimostrato come HiDEF-seq riesca a rilevare mutazioni a doppio filamento con una precisione eccezionale, con un margine di errore di un errore ogni 100 trilioni di coppie di basi analizzate. Inoltre, è stata mostrata la capacità della tecnica di identificare cambiamenti nei singoli filamenti prima che si trasformino in mutazioni permanenti.
Le applicazioni di HiDEF-seq hanno incluso lo studio di cellule sane provenienti da individui affetti da sindromi genetiche legate al cancro, come la poliposi associata alla correzione delle polimerasi (PPAP) e la deficienza congenita della riparazione dei mismatch (CMMRD) . In queste cellule, i ricercatori hanno rilevato un numero significativamente maggiore di cambiamenti nei singoli filamenti rispetto a quello riscontrato nelle cellule di individui non affetti. Inoltre, hanno osservato danni chimici simili in campioni biologici esposti a calore o a sostanze chimiche.
Questa scoperta rappresenta un passo importante verso la costruzione di un catalogo completo dei modelli di mismatch e dei danni ai singoli filamenti di DNA. Il futuro della ricerca, finanziata principalmente dai National Institutes of Health e sostenuta da fondazioni come la Sontag Foundation , mira a utilizzare HiDEF-seq per spiegare meglio i meccanismi delle mutazioni a doppio filamento e per monitorare gli effetti quotidiani delle esposizioni ambientali sul DNA.