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Una mappa per la sindrome di Down

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Ottenuto dall'Istituto di genetica e biofisica del Cnr di Napoli, grazie a un'innovativa tecnologia, il profilo completo dei geni alterati nei pazienti affetti da questa patologia. Si è non solo confermato che i geni del cromosoma 21 sono responsabili della malattia, ma che è la loro interazione con altri geni a determinare le alterazioni patologiche Grazie all’impiego di una tecnologia e di un protocollo innovativi l’Istituto di genetica e biofisica  “Adriano Buzzati Traverso” (Igb) del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr) ha ottenuto un profilo completo dei geni alterati nei pazienti con Sindrome di Down, scoprendo  che è l’interazione dei geni presenti sul cromosoma 21 con altri geni a determinarne le alterazioni patologiche. Lo studio, pubblicato sulla rivista PLos ONE, è stato coordinato da  Alfredo Ciccodicola e condotto da Valerio Costa, ricercatori dell’Igb-Cnr di Napoli. I pazienti affetti da sindrome di Down, come è noto, presentano un cromosoma 21 in triplice copia rispetto alle due copie degli individui normali. Da anni gli studiosi lavorano però per comprendere quali sono i geni responsabili delle manifestazioni cliniche della sindrome e per migliorare le condizioni e l'aspettativa di vita nei pazienti. “Costruire una ‘mappa’ accurata dei geni alterati degli individui malati è il primo passo verso la cura”, spiega Ciccodicola. “Avere la possibilità di studiarne la sequenza può fornire una più accurata rappresentazione, ad alta definizione, di come la patologia nasce ed evolve”. Questo è ora possibile grazie al ‘sequenziamento di nuova generazione’ (next generation sequencing),  realizzato con l’innovativa tecnologia - di cui esistono pochi esemplari in Italia e due al Cnr - che consente di ottenere in tempi molto brevi un quadro più completo e dettagliato delle malattie genetiche. “Si tratta di una procedura di ‘sequenziamento massivo’ (deep sequencing) su larga scala che richiede una stretta interazione tra competenze avanzate di biologia molecolare e di bioinformatica”, sottolinea Ciccodicola. “Un software ricostruisce una ‘mappa’ ad alta risoluzione componendo milioni di piccoli frammenti. Una procedura impensabile fino a pochi anni fa, poiché richiedeva anni di lavoro e investimenti molto ingenti”. L'analisi bioinformatica è stata sviluppata in collaborazione con Claudia Angelini, ricercatrice presso la sezione napoletana dell’Istituto per le Applicazioni del Calcolo "Mauro Picone". “Grazie a questa innovativa tecnologia siamo riusciti a comprendere che non solo i geni presenti sul cromosoma 21 sono responsabili della malattia”, spiega Valerio Costa, primo autore dello studio, “ma è la loro interazione con altri geni a determinare le alterazioni patologiche della sindrome”. Inoltre, “questa metodica, unita all’utilizzo di un nuovo protocollo sperimentale nella preparazione dei campioni da sequenziare, ha reso possibile l’identificazione di forme alternative di alcuni geni presenti esclusivamente nelle cellule dei pazienti”, aggiunge Costa, “e ha consentito, per la prima volta, di analizzare piccole molecole di RNA che interagiscono con i geni regolandone la loro espressione”.La mappa d'espressione ad alta risoluzione ottenuta dai ricercatori napoletani, costituisce una base per future applicazioni cliniche, volte a migliorare la qualità di vita dei pazienti, e rappresenta un valido modello per l'analisi di altre malattie genetiche, come recentemente dimostrato per l’Alzheimer e per diversi tipi di tumore.

L’istituto Igb-Cnr è da anni all’avanguardia nella genomica e genetica umana e il gruppo di ricerca del prof. Ciccodicola ha partecipato al sequenziamento del Genoma Umano. L'Istituto si è dotato della piattaforma per il sequenziamento di nuova generazione, grazie ad un finanziamento  Cnr/Miur per il Mezzogiorno, del Dipartimento Scienze della Vita.  Lo studio è stato possibile grazie al sostegno di: Regione Campania, European Cooperation in the field of Scientific and Technical Research “Next Generation Sequencing Data Analysis Network”, Progetto di rilevante interesse nazionale (Prin).

La schedaChi: Istituto di genetica e biofisica “Adriano Buzzati Traverso” (Igb) del Cnr di Napoli; hanno, inoltre, preso parte allo studio: Istituto per le applicazioni del calcolo ‘Mauro Picone’ del Cnr, Sezione di Napoli; Istituto di biochimica delle proteine del Cnr di Napoli; Istituto Telethon di genetica e medicina (Tigem); Dipartimento di patologia generale e Centro di ricerca di eccellenza sulle malattie cardiovascolari, Seconda Università di Napoli, (Sezione di microbiologia); Dipartimento di medicina sperimentale,  Seconda Università di Napoli; Centro diagnostico San Ciro, Portici (Na); Dipartimento di Cardiologia della Seconda Università di Napoli; Dipartimento di biochimica e biotecnologie mediche, Università “Federico II” di Napoli, Dipartimento di biologia e patologia cellulare e molecolare "L. Califano" dell’Università “Federico II” e Istituto Ceinge biotecnologie avanzate, Fondazione-SDN, Istituto di ricerca diagnostica e nucleare di Napoli. Che cosa: ricercatori dell’Igb-Cnr, dell’università e di alcuni istituti di ricerca napoletani hanno ottenuto un profilo completo dei geni alterati nei pazienti con Sindrome di Down, grazie ad una tecnologia e un protocollo innovativi Lo studio “Massive-scale RNA-Seq analysis of non ribosomal transcriptome in human trisomy 21” è pubblicato sulla rivista PLos ONE

 

Flash News

Nella mappa tra gli hot-spots più colpiti ci sono Amazzonia, le savane boschive di  Miombo nell'Africa meridionale, l’Australia sudoccidentale e il Mediterraneo

Mancano 10 giorni dall’evento globale su clima e ambiente - Earth Hour

Se le emissioni di CO2 continueranno ad aumentare senza controllo, il mondo è destinato a perdere almeno la metà  delle specie animali e vegetali oggi custodite nelle aree più ricche di biodiversità. A fine secolo potremmo assistere ad estinzioni locali in alcuni paradisi come l’Amazzonia, le isole Galapagos e il Mediterraneo. Anche rimanendo entro il limite di 2°C posto dall’accordo sul clima di Parigi, perderemmo il 25% delle specie che popolano le aree chiave per la biodiversità. È uno dei risultati più allarmanti del nuovo studio pubblicato oggi sulla rivista Climatic Change e realizzato da esperti dell’Università dell'East Anglia, della James Cook University e dal WWF.
Pubblicata a pochi giorni dall’evento globale Earth Hour, il più grande movimento globale per l'ambiente in programma il prossimo 24 marzo, la ricerca ha esaminato l'impatto dei cambiamenti climatici su circa 80.000 specie di piante e animali in 35 delle aree tra le più ricche di biodiversità sul pianeta. La ricerca esplora gli effetti sulla biodiversità alla luce di diversi scenari di cambiamento climatico - dall’ipotesi più pessimista con assenza di tagli alle emissioni e conseguente aumento delle temperature medie globali fino 4.5° C, a quella di un aumento di 2 °C, il limite indicato dall’Accordo di Parigi. Le aree sono state scelte in base all’unicità e varietà di piante e animali presenti. Le savane boschive  a Miombo in Africa, dove vivono ancora  i licaoni, l’Australia sudoccidentale e la Guyana amazzonica si prospettano essere tra quelle più colpite.
In queste aree gli effetti di un aumento di 4.5 °C creerebbe un clima insostenibile per molte specie che oggi vivono in questi paradisi naturali, ovvero:
- Fino al 90% degli anfibi, l’86% degli uccelli e l'80% dei mammiferi si potrebbero estinguere localmente nelle foreste a Miombo, in Africa meridionale
- L’Amazzonia potrebbe perdere il 69% delle sue specie vegetali
- Nell’ Australia sudoccidentale l'89% degli anfibi potrebbe estinguersi localmente
- Nel  Madagascar il 60% di tutte le specie sarebbe a rischio di estinzione locale
- Le boscaglie  del  fynbos nella regione del Capo Occidentale in Sud Africa, che stanno vivendo una fortissima siccità con carenze idriche significative verificatesi anche a  Città del Capo, potrebbero affrontare estinzioni locali di un terzo delle specie presenti, molte delle quali sono uniche di quella regione
Mediterraneo bollente. Il Mediterraneo è tra le Aree Prioritarie per la biodiversità più esposte ai cambiamenti climatici, in cui basterebbe un cambiamento climatico “moderato” per rendere vulnerabile la biodiversità: anche se l'aumento delle temperature si limitasse a 2 °C, quasi il 30% della maggior parte dei gruppi di specie analizzate di piante ed animali sarebbe a rischio. Continuando con gli attuali andamenti , senza cioè una decisa diminuzione delle emissioni di gas serra, la metà della biodiversità della regione andrà persa. Le specie più a rischio sono le tartarughe marine (si tratta di tre specie, la più diffusa è la Caretta caretta) e i cetacei, presenti in Mediterraneo con 8 specie stabili e altre 13 presenti occasionalmente, tutti in sofferenza già per altri tipi di impatto antropogenici. L’innalzamento delle temperature probabilmente supererà la variabilità naturale del passato, rendendo questa zona del pianeta un hotspot dell’impatto climatico. Dovremo aspettarci periodi di siccità in tutte le stagioni, con potenziali stress da calore per gli ecosistemi e le specie  più sensibili, come le testuggini d'acqua dolce, o gli storioni: Questi ultimi sono minacciati sia per il cambiamento del regime di salinità, sia per la riduzione dell'areale idoneo, combinazione drammatica per specie già fortemente indebolite dalla pesca illegale.
Oltre a ciò, l'aumento delle temperature medie e l’irregolarità delle precipitazioni potrebbe diventare la nuova “normalità”, secondo il rapporto, con una significativa riduzione delle precipitazioni nel Mediterraneo, in Madagascar e nel Cerrado-Pantanal in Argentina.

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