Genetica

Un nuovo strumento di sorveglianza delle malattie aiuta a rilevare qualsiasi virus umano. Il metodo computazionale aiuta gli scienziati ad esaminare i virus su una scala più ampia e completa di quanto fosse possibile in precedenza

Durante lo scoppio del virus Zika del 2015-2016, i funzionari della sanità pubblica si sono affrettati a contenere l'epidemia e a frenare gli effetti devastanti del patogeno sulle donne incinte. Allo stesso tempo, gli scienziati di tutto il mondo hanno cercato di capire la genetica di questo misterioso virus.

Il problema era che non si riscontravano molte particelle di virus Zika nel sangue di un paziente malato. Cercarlo nei campioni clinici poteva essere come cercare un ago in un pagliaio.

Un nuovo metodo di calcolo sviluppato dagli scienziati del Broad Institute aiuta a superare questo ostacolo. Costruito nel laboratorio di Pardis Sabeti, (1) ricercatore del Broad Institute, il metodo “CATCH” può essere usato per progettare “esche” molecolari per qualsiasi virus noto per infettare gli esseri umani e tutti i suoi ceppi noti, compresi quelli presenti in bassa quantità nei campioni clinici, come Zika. Questo approccio può aiutare piccoli centri di sequenziamento in tutto il mondo a portare avanti il controllo delle malattie in modo più efficiente ed economico, e potrebbe dare informazioni cruciali per il controllo delle epidemie.

Il nuovo studio è stato condotto da Hayden Metsky, (2) studente universitario del MIT, insieme alla ricercatrice postdottorato Katie Siddle, (3) e appare online su Nature Biotechnology. (4) “Poiché il sequenziamento genomico diventa una parte fondamentale del controllo delle malattie, strumenti come CATCH aiuteranno noi e gli altri a rilevare i focolai più precoci e generare più dati su patogeni che possono essere condivisi con le più ampie comunità di ricerca scientifica e medica”, ha detto Christian Matranga, (5) co-autore senior del nuovo studio che è entrato a far parte di una startup biotech locale.

Gli scienziati sono stati in grado di rilevare alcuni virus presenti in bassa quantità analizzando tutto il materiale genetico di un campione clinico, una tecnica nota come sequenziamento “metagenomico”, ma l'approccio spesso non prende in considerazione il materiale virale che si perde nell'abbondanza di altri microbi e nello stesso DNA del paziente.

Un progetto di un'agenzia di ricerca del Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti potrebbe essere facilmente utilizzato in modo improprio per sviluppare armi biologiche utilizzando gli insetti.

A causa dei conflitti armati attuali, il grande pubblico è ben consapevole degli effetti terrificanti delle armi chimiche, mentre gli effetti delle armi biologiche sono in gran parte scomparsi dalla consapevolezza pubblica. Un progetto finanziato da un'agenzia di ricerca del Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti sta ora suscitando preoccupazioni circa il suo eventuale uso improprio ai fini della guerra biologica. Il programma chiamato “Insect Allies” (Insetti Alleati) ha intenzione di utilizzare gli insetti per disperdere virus geneticamente modificati nelle colture agricole. Questi virus verrebbero progettati in modo da poter alterare i cromosomi delle piante attraverso la “modifica del genoma”.

Ciò consentirebbe di apportare rapidamente modifiche genetiche e su larga scala a colture che stanno già crescendo, come il mais. Nella rivista Science, gli scienziati del Max Planck Institute for Evolutionary Biology di Plön e dell'Institut des Sciences de l'Evolution di Montpellier insieme agli studiosi legali dell'Università di Friburgo sottolineano che questo tipo di sistema potrebbe essere più facilmente sviluppato per un uso come arma biologica che per lo scopo agricolo proposto.

I finanziatori dei programmi sostengono che la modifica del genoma utilizzando virus sintetici aprirà possibilità senza precedenti per modificare le proprietà delle piante coltivate in corso di crescita nei campi. Le piante potrebbero, ad esempio, essere geneticamente modificate per diventare quasi immediatamente meno sensibili ai parassiti o alla siccità. Fino ad ora, l'ingegneria genetica delle sementi commerciali si verificava sempre nei laboratori, con gli agricoltori che piantavano semi e dovevano sempre anticipare quali condizioni ambientali si sarebbero presentate durante una stagione di crescita.

I risultati di questa ricerca aiuteranno il lavoro di conservazione del koala.

Uno studio pubblicato su Nature Genetics(1) rivela che un team di scienziati internazionali è riuscito a sequenziare il genoma del koala. Un risultato che aiuterà il lavoro di conservazione e sopravvivenza di questo marsupiale australiano.

Per la dottoressa Rebecca Johnson,(2) direttrice del Museo australiano delle ricerche di Sydney, il lavoro, considerato ambizioso dagli specialisti, ha portato alla luce una ricchezza di dati sulla dieta di eucalipto insolita e altamente specializzata dei koala, ma fornisce anche idee importanti sul loro sistema immunitario, sulla diversità della popolazione e sull'evoluzione di questi animali.

Il team, composto da oltre 50 scienziati provenienti da sette nazioni, ha scoperto che il koala durante l'evoluzione ha acquisito una capacità di eliminare sostanze tossiche dal suo organismo, che ha permesso a questa specie di nutrirsi di foglie di eucalipto. È attraverso questa evoluzione che i koala hanno anche acquisito la destrezza di sviluppare un'alta sensibilità sia nel gusto che nell'olfatto, per rilevare sostanze nocive in queste foglie e selezionare quelle che hanno più sostanze nutritive e, quindi, meno tossiche.

Nella loro ricerca, gli scienziati hanno anche scoperto che questa capacità di sensibilità sviluppata li ha aiutati a rilevare le foglie più ricche di acqua, il che spiegherebbe perché non hanno bisogno di bere.