Gli aplotipi del genoma umano: il Progetto HapMap

Attraverso il Progetto Genoma è stato possibile sequenziare completamente il DNA umano. Con il Progetto HapMap si stanno raccogliendo importanti informazioni volte a comprendere le basi genetiche di molte malattie comuni nella popolazione.
del 11/09/10 - di Roberto Insolia

A partire dalla seconda metà degli anni ottanta nell’arco di più di un decennio, il Progetto Genoma Umano ha convogliato, su base pubblica, fondi provenienti da diversi paesi, primi fra tutti gli Stati Uniti con un finanziamento superiore ai tre miliardi di dollari. Con la successiva entrata in scena dell’azienda Celera Genomics, con un progetto di tipo privato, questa ricerca d’avanguardia che ha talvolta assunto in connotati di una “gara scientifica” ha visto nel 2001 la pubblicazione di una prima versione del sequenziamento completo del genoma di H.sapiens.

LA DIVERSITA’ NEL GENOMA UMANO
E’ stato dimostrato come solo un quarto circa dei 3 miliardi di basi del DNA umano sia rappresentato da geni, cioè da porzioni realmente codificanti. La comparazione dei genomi di individui diversi ha poi evidenziato come essi siano identici per oltre il 99,5%. La rimanente porzione di DNA, diversa da individuo a individuo, è quindi costituita da circa 3 milioni di basi.

In questa piccola parte del nostro genoma risiede la variabilità genetica della specie umana. Nelle sue 3 milioni di basi di DNA sono infatti presenti sia le varianti più frequenti, quindi verosimilmente benigne, del genoma (polimorfismi) che eventuali mutazioni (rare variazioni genetiche), potenzialmente responsabili di malattie ereditarie.

Le singole basi del DNA, a livello delle quali gli individui differiscono comunemente gli uni dagli altri, sono dette single nucleotide polymorphisms (SNPs). Uno di questi polimorfismo è presente circa ogni 1000 basi di DNA, all’interno del nostro genoma.
Questi polimorfismi, nel corso degli anni, sono diventati un potentissimo strumento per estese analisi di biologia molecolare, soprattutto nel campo della comprensione delle basi genetiche delle patologie complesse.

E’ stato recentemente dimostrato come la longevità nell’uomo sia riconducibile in parte alla variabilità stessa insita nel suo genoma. Alcune varianti comuni all’interno del genoma umano sono state inoltre associate alle forme più aggressive di tumore al seno

LA MAPPA APLOTIPICA
E’ noto come polimorfismi-SNPs, che siano localizzati a poca distanza fra loro su uno stesso cromosoma, sono solitamente ereditati insieme, cioè sono tutti trasmessi alla progenie. Questo fenomeno è alla base dei blocchi aplotipici del genoma umano.

Un singolo blocco aplotipico può contenere molti SNPs. Tuttavia, essendo questi polimorfismi ereditati insieme, per il loro studio è sufficiente concentrarsi su un solo polimorfismo, che funge da bandiera di riconoscimento per tutto quel blocco aplotipico.
Questo principio e la definizione di un polimorfismo bandiera per ogni blocco aplotipico presente nel genoma umano è alla base del Progetto HapMap.

Attraverso HapMap, è possibile studiare le basi genetiche di molte malattie umane usando solo 500.000 polimorfismi bandiera, al posto degli oltre 10 milioni di SNPs che sono stati sequenziati attraverso il Progetto Genoma.
Questo può ridurre sensibilmente i costi ed i tempi della ricerca scientifica, senza andare a scapito della qualità dei risultati.

E’ noto come i blocchi aplotipici siano sì condivisi da molti individui, ma essenzialmente siano validi solo all’interno di specifiche popolazioni. Quindi il progetto HapMap, nato come un consorzio internazionale di ricercatori, ha inizialmente mappato i blocchi aplotipici dei polimorfismi in 270 individui provenienti da Stati Uniti, Nigeria, Cina, Giappone.

Attualmente, la fase 3 del Progetto HapMap prevede la definizione degli aplotipi in 1184 individui, provenienti da 11 popolazioni diverse a livello mondiale. Inoltre, l’ultima versione della mappa non contiene solo informazione sui polimorfismi a singola base (SNPs) ma anche una dettagliata localizzazione di varianti polimorfiche più ampie (ripetizioni oppure rimozioni di un numero relativamente elevato di basi del DNA), dette copy number variations (CNVs).
Questo enorme sforzo di ricerca è volto a rendere la mappa aplotipica del genoma umano sempre più dettagliata e quindi più utile allo studio delle basi genetiche di molte malattie comuni.

Licenza di distribuzione:

INFORMAZIONI SULLA PUBBLICAZIONE

Roberto Insolia

Responsabile account:
Roberto Insolia (Biologo)

Contatti e maggiori informazioni
Vedi altre pubblicazioni di questo utente