Matrici di DNA per lo studio dell’espressione genica

Le ricerche svolte negli ultimi anni nel campo della biologia molecolare e della genetica hanno reso possibile lo sviluppo e la commercializzazione di una serie di tecnologie per l’analisi delle molecole costituenti gli organismi viventi. In particolare, la messa a punto delle tecniche di amplificazione e sequenziamento del DNA ha aperto la strada ai progetti di mappatura del genoma, tanto che, a tutt’oggi, si conosce l’intera sequenza genica di circa 25 microrganismi e si presume che già nei prossimi mesi sarà disponibile una prima stesura della sequenza genetica dell’uomo. Il risultato di questi progetti è stata la creazione di enormi banche dati che contengono la sequenza di tutti i geni di un particolare organismo e che possono essere utilizzate come vere e proprie mappe utili per lo studio e la comprensione dei meccanismi cellulari. Questa immensa quantità di informazioni rappresenta una delle sfide future delle scienze biologiche, mediche e biotecnologiche in quanto potrà consentire lo sfruttamento della intera sequenza primaria del DNA per l’identificazione delle regioni codificanti e regolatrici, delle variazioni polimorfiche tra le varie specie di organismi, dei meccanismi di sviluppo e degenerazione cellulare e dei sistemi di controllo e di interazione tra le diverse macromolecole biologiche. La complessità e la quantità di dati generati dai diversi progetti genoma pongono tuttavia serie limitazioni al tradizionale approccio riduzionista dell’analisi e dello studio di un gene o di una reazione alla volta e richiedono lo sviluppo di metodiche che permettano l’analisi simultanea di tutti i componenti di un sistema biologico [Lander, 1999]. Le matrici ad alta densità di DNA o di oligonucleotidi (DNA or oligonucleotide microarrays) rappresentano un metodo per esaminare in maniera simultanea e sistematica le variazioni del DNA e dell’RNA all’interno di un organismo e promettono di diventare uno strumento di uso comune nella ricerca medica e biologica. Con i microarray è infatti possibile monitorare i livelli di espressione in maniera sia statica che dinamica, ottenendo, simultaneamente e parallelamente, informazioni sia sulla localizzazione che sulle interazioni dell’espressione di un gene relativamente a quella di tutti gli altri.L’utilizzo delle matrici ad alta densità consentirà di aumentare enormemente la capacità di comprendere la funzione e la regolazione dei geni individuati grazie ai progetti di sequenziamento, purché siano parallelamente sviluppati dei metodi efficaci che consentono di sfruttare l’enorme massa di dati generati da queste tecnologie.