Cacciatori di geni

Intervista a Giorgio Valle di Moreno Bagarello

Il CRIBI (Centro di ricerche interdipartimentali di biotecnologie innovative) è una realtà di ricerca che coinvolge diversi istituti e dipartimenti dell'Università di Padova e specialisti dalle competenze più diverse (medici, chimici, biologi, esperti del settore agroalimentare e altro ancora).

In esso si conducono ricerche che vanno dalla biotecnologia delle piante allo studio delle proteine, dalle ricerche genomiche alla terapia genica.

Tra tanti diversi approcci alle biotecnologie, trova spazio anche un gruppo che da più di tre anni riceve importanti finanziamenti da Telethon e che guarda in particolare agli studi sul muscolo scheletrico, soprattutto ai geni in esso espressi e alla loro funzione.

Circa i risultati di questo lavoro - tra cui la recente scoperta di una nuova proteina della cellula muscolare chiamata significativamente telethonina - abbiamo sentito Giorgio Valle, uno dei responsabili del CRIBI, per quanto riguarda le ricerche genomiche sulle cellule muscolari.

Quali sono esattamente le ricerche operate dal vostro gruppo?

Ricerche genomiche, ovvero prevalentemente sui geni espressi nel muscolo umano, e questo è il nostro impegno principale.

Il nostro gruppo si occupa però anche di altri organismi, ad esempio del lievito, del cui genoma è stato l'anno scorso completato il sequenziamento con un lavoro finanziato dall'Unione europea, che ha richiesto cinque anni ed ha impegnato più di cento laboratori nel mondo, prevalentemente europei. Si tratta di acquisizioni molto importanti, perché il lievito è un organismo le cui cellule sono molto simili alle nostre, hanno cioè nucleo, mitocondri e tutti gli organuli tipici delle cellule eucariote. Conoscerne il genoma significa conoscere tutta l'informazione genetica che serve a gestire una cellula, con la possibilità di capire più a fondo i problemi di base della biologia cellulare. Tutte conoscenze che potranno essere applicate anche a studi su altri organismi e sull'uomo.

E' interessante rilevare che per studiare il genoma del lievito - che è duecento volte più piccolo di quello umano - ci son voluti cinque anni e facendo le debite proporzioni, alla stessa velocità, per l'uomo ne occorrerebbero addirittura mille: è stata dunque una scelta giusta puntare prima su questo organismo, il cui esame era completabile in modo utile in tempi ragionevoli, perché nel frattempo, grazie anche a questa esperienza, la tecnologia è progredita e le conoscenze ottenute permetteranno di completare il sequenziamento del genoma umano (iniziato da poco) in un arco di tempo di gran lunga più breve, che si spera di cinque o sei anni.

Cosa significa studiare in particolare i geni del muscolo?

Tutti gli organismi hanno, all'interno di ciascuna cellula che li compone, il proprio patrimonio genetico. Ci sono però alcuni geni che risultano espressi (esplicano cioè la loro funzione) in certi tessuti, e altri geni in certi altri. Noi adesso stiamo studiando proprio i geni espressi nell'ambito del muscolo.

Il vostro lavoro è caratterizzato da una metodologia particolare?

Di solito in biologia si procede con un approccio mirato. Ad esempio, studiando un tessuto si identifica una proteina interessante e si cerca di capire tutto su di essa; oppure, si cerca la proteina che presiede ad una particolare funzione e quindi il gene che codifica per essa. Noi abbiamo invece un approccio diverso: cerchiamo anzitutto di vedere quanti e quali geni siano espressi nel tessuto muscolare.

Per fare un paragone, è come se, volendo portare a termine un puzzle fatto di tantissime tessere diverse, invece di cercare quella particolare che ci manca per completare un determinato pezzo della raffigurazione cui stiamo lavorando, noi ci mettessimo prima a catalogarle e a classificarle tutte (o almeno il più possibile) e poi, solo in un secondo momento - disponendo di una visione più generale - cercassimo di capire il loro posto e significato esatti.

Ovviamente, quando troviamo un pezzo interessante - cioè uscendo dalla metafora scopriamo un gene nuovo ed importante come quello della telethonina - non ci tiriamo certo indietro e dedichiamo una parte del laboratorio a studiarlo.

A che punto siamo, in percentuale, nell'identificazione dei geni "muscolari"?

E' difficile dirlo con esattezza perché non sappiamo ancora quanti geni siano espressi nel muscolo e nell'intero organismo umano. Sappiamo quanti ne abbiamo trovati noi - molte centinaia - ma non sappiamo con precisione quanti ancora ne manchino da scoprire. Noi continuiamo a lavorare e a individuare sempre molti geni nuovi, ma c'è ancora parecchio da fare: per quanto riguarda i geni ad oggi identificati, il 10-15% appare una stima ragionevole.

Ribadisco comunque che c'è anche, da parte nostra, tutto un lavoro che va al di là della semplice stima numerica dei geni scoperti: per ognuno si cerca di dare anche una descrizione che ci aiuti poi, tornando all'immagine del puzzle, a mettere insieme tutti i pezzi.

Tornando sulla telethonina da voi scoperta, di che si tratta?

Quella muscolare è una cellula molto complessa che deve saper condurre molte funzioni. Ad esempio, oltre alla contrazione vera e propria, tutta la gestione dei segnali che la controllano, la quale vede coinvolta una serie di proteine e di trasduttori; per non parlare poi del procedimento di respirazione (queste cellule hanno infatti bisogno di molta energia ed esiste uno specifico sistema per produrla e convertirla in energia muscolare).

La telethonina è una proteina - presente nel muscolo scheletrico e nel cuore - molto abbondante a livello di espressione genica. Il gene che codifica per essa è tra quelli più espressi nei muscoli (certamente entro i primi venti), ed è quindi particolarmente sorprendente che esso non fosse ancora noto.

Studiando più in dettaglio la proteina, si è poi visto che essa è localizzata nel sarcomero, cioè proprio all'interno dell'unità di contrazione, in concomitanza con la miosina. E' ragionevole presumere dunque che un elemento così abbondante in quella posizione debba rivestire un ruolo importante nel processo di contrazione dei muscoli, e questo è l'aspetto che stiamo ora cercando di chiarire.

Studiando poi la posizione del gene nel genoma, stiamo cercando di verificare se in quella regione, in vicinanza di esso, non siano state classificate malattie genetiche che potrebbero essere legate ad un difetto della telethonina. Ancora non sappiamo dirlo e anche questa è una nostra linea di ricerca.

Tale scoperta è già stata presentata ad alcuni congressi e sarà oggetto di una prossima, imminente, pubblicazione.

Oltre a questa proteina, però, ce ne sono altre decine che stiamo studiando e che potrebbero alla fine risultare più interessanti della stessa telethonina. Centinaia di geni che abbiamo trovato non sono infatti ancora noti e molti di questi risultano espressi solo nel tessuto muscolare.

Quali sono gli ambiti in maggior fermento nelle ricerche genetiche?

Senz'altro quello della terapia genica, che presenta delle possibilità molto interessanti. Per quanto riguarda più in particolare il mio lavoro, cioè le ricerche genomiche, ha avuto luogo in questi anni uno sviluppo incredibile delle tecnologie di sequenziamento del DNA e quindi di lettura dell'informazione genetica, oggi possibile con un'efficienza e una velocità che migliorano di giorno in giorno in modo impressionante.

Leggere l'informazione genetica non significa comunque necessariamente capire come funziona un organismo: alla fase del sequenziamento deve seguire quella della decifrazione del significato dell'informazione (impossibile naturalmente se non si ha un "testo" su cui lavorare).

Ricorrendo ad un'altra immagine, si può dire che è come trovare un nastro di computer (il DNA) di cui "vediamo" il contenuto (i geni) senza riuscire però a capirne i significati nascosti, come cioè i dati contenuti possano tradursi in un programma che funzioni e si comporti in un certo modo una volta inserito nella macchina (le cellule).

Quest'ultimo aspetto (capire cioè quali effetti produca una certa informazione in una cellula) è forse quello più interessante delle ricerche genetiche e su di esso oggi - anche nel nostro laboratorio - si sta molto lavorando.

Si parla molto oggi di bioetica: come va affrontato, secondo lei, questo tema?

Si tratta di un tema complesso, che dipende sostanzialmente da quello che la società è in grado o meno di accettare.

Va sottolineato per altro che un grosso problema è rappresentato dalla cattiva informazione mirante più a far sensazione che a porre le questioni nei termini corretti, per cui risulta spesso molto difficile parlare serenamente di certe questioni ai non addetti ai lavori perché ci si trova per lo più di fronte a persone in preda ad una grossa confusione.

Certo la discussione sulla bioetica - problema importantissimo e delicato - non dev'essere riservata solo ai tecnici; il fatto è che la disinformazione spesso è drammatica e ciò non fa che fomentare nella gente paure e allarmismi spesso ingiustificati. Sarebbe dunque auspicabile meno sensazionalismo e più collaborazione da parte degli organi di informazione per fornire alla gente conoscenze corrette che permettano una valutazione equilibrata, oltre naturalmente all'istituzione, a livello governativo, di apposite commissioni che si pronuncino, anche in termini legali, su ciò che è lecito e non lecito fare.

In conclusione, che apporto ha dato Telethon alle vostre ricerche?

E' grazie a Telethon - che ci ha assegnato finanziamenti cospicui per sviluppare questi studi sul muscolo scheletrico umano (uno studio imponente che coinvolge una quindicina di persone) - che in tre anni si è riusciti a creare presso il CRIBI un centro con competenze che prima non c'erano (le ricerche sul sequenziamento sono infatti recenti nel mondo), capace di produrre dati e scoperte importanti.

Si tratta di un'iniziativa particolarmente significativa in un momento in cui nel nostro paese sono carenti i fondi per la ricerca e far partire nuovi progetti è estremamente difficile.

Articolo tratto da DM 127 (agosto 1997) - DM è il periodico dell'Unione Italiana Lotta alla Distrofia Muscolare Direzione Nazionale. Ha sede in Via P.P. Vergerio 19 - 35126 Padova. Tel. (049) 8025248 - Fax (049) 8025249. E-mail redazionedm@eosservice.com