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BIOSCIENZE/ Nanopunte e preassemblaggi per un DNA in real time

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Il dispositivo portatile per DNA (particolare)  Il dispositivo portatile per DNA (particolare)

Nell’anno che celebra il sessantesimo della scoperta della doppia elica del DNA, si vivacizza il dibattito critico sulle nostre reali conoscenze della struttura intima dei viventi; ma si susseguono anche gli avanzamenti metodologici e strumentali che amplificano le nostre possibilità di indagine. Nei giorni scorsi, proprio a questi due livelli, ci sono da registrare interessanti novità provenienti dalla West Coast americana. Sul fronte dei metodi spicca quello presentato su Nature Methods da Chen-Shan Chin e colleghi di un consorzio tra la Pacific Biosciences di Menlo Park (California), il Joint Genome Institute di Walnut Creek (California) e l’Università di Washington (Seattle). Il metodo è denominato hierarchical Genome-Assembly Process (hGAP) e rappresenta un processo di preparazione di sequenze genomiche batteriche completamente automatizzato, dalla preparazione del campione di DNA alla determinazione del genoma completo. Siamo nell’ambito di quelle che si chiamano macchine di sequenziamento, che stanno passando verso una nuova generazione tecnologica, in grado di superare le difficoltà dei procedimenti precedenti dove l’esigenza di assemblare brevi sequenze di nucleotidi spesso è fonte di errori.

 

L’innovazione si inserisce nel percorso già inaugurato proprio dalla Pacific Biosciences con l’introduzione della tecnologia SMRT (Single Molecule, Real-time Technology) e col successivo sviluppo di metodi che abbinano, in modo altamente automatizzato, le lunghe sequenze SMRT con quelle più corte ottenendo genomi completi di alta qualità La tecnologia SMRT sfrutta il naturale processo di replicazione del DNA, un processo molto efficiente e preciso; in pratica, la SMRT permette l'osservazione della sintesi del DNA così come si verifica in tempo reale. L'enzima responsabile della replicazione è la DNA polimerasi che, attaccandosi a un filamento di DNA esamina la base nel punto dove è collegata e determina quale dei quattro nucleotidi è richiesto per replicare quella base; dopo di che la polimerasi incorpora quel nucleotide nel filamento che si sta producendo. Poi l’enzima procede verso la base successiva e il processo viene ripetuto. Ora il nuovo metodo hGAP riesce a evitare le sequenze corte e ad utilizzare come punto di partenza solo lunghi tratti SMRT di una stessa regione genomica. La sequenza più lunga viene presa come riferimento per ordinare tutte le altre e procedere a un confronto tramite un particolare algoritmo. Viene così definita una sequenza “preassemblata” che andrà poi ulteriormente “raffinata” fino a ottenere il sequenziamento finale.



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