Il sequenziamento di nuova generazione e l’autenticazione genetica - GRIFFA
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Il sequenziamento di nuova generazione e l’autenticazione genetica

Il sequenziamento di nuova generazione e l’autenticazione genetica

Sequenziare il DNA significa determinare l’ordine dei quattro diversi nucleotidi (A, T, G, C) che lo compongono. Fin dalla sua scoperta (1953), diversi metodi sono stati sviluppati per ottenere la sequenza nucleotidica del DNA o di sue porzioni. Il più conosciuto è il metodo Sanger (1975), che prende il nome dal suo ideatore, il chimico premio nobel Frederick Sanger. Seppur ancora in uso per la sua alta risoluzione, questo metodo presenta una bassa processività e permette di sequenziare un solo frammento per volta, per una lunghezza media di circa 500-1000 nucleotidi.

Nel 2007, con l’introduzione di nuove metodologie e tecnologie, questi limiti sono stati superati. Il sequenziamento di nuova generazione, dall’inglese Next Generation Sequencing (NGS), permette di sequenziare il DNA in modo massivo, analizzando allo stesso tempo molti campioni in tempi rapidi e costi per base sequenziata molto ridotti. Diverse tecnologie, basate su differenti reazioni chimiche di sequenziamento, sono state sviluppate durante l’ultimo decennio e permettono di ottenere milioni di basi sequenziate in una sola corsa.

L’approccio NGS è utilizzato da GRIFFA per molteplici indagini molecolari. Alcuni esempi sono l’autenticazione botanica del miele e dei prodotti lattiero-caseari. Altri esempi vengono riportati qui.

Il procedimento inizia in laboratorio con l’estrazione del DNA da matrici diverse, a seconda del campione che si vuole analizzare (A). Successivamente, l’applicazione di diversi protocolli di biologia molecolare permette la costruzione di una libreria di DNA (libreria genomica), che consiste nell’insieme di frammenti di DNA che presentano alle estremità sequenze di riferimento note (B). Questa libreria viene poi processata dal macchinario che legge la successione dei nucleotidi dei diversi frammenti di DNA. I prodotti del sequenziamento vengono chiamate letture, dall’inglese reads (C). Ottenute le reads inizia l’analisi bioinformatica. Il primo passaggio è il controllo qualità, che prevede di scartare tutte quelle reads di bassa qualità e/o che contengono errori (D). Successivamente, si cerca di assegnare un nome a queste sequenze (E) confrontandole con altre presenti in banche dati pubbliche o private. Queste banche dati sono depositarie del DNA di riferimento per ogni organismo e delle relative informazioni (metadati). Identificato l’organismo di appartenenza del DNA estratto dal campione, viene stilato un report d’analisi (F) che elenca i diversi organismi ed un’eventuale abbondanza stimata in modo semi-quantitativo.

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