The 1000 genomes project. (Credit: EMBL-EBI/S. Phillips)

Come era già stato annunciato nel 2010, le popolazioni africane sono quelle con il maggior numero di polimorfismi. La biodiversità umana è maggiore in Africa. Il perché lo sappiamo. Le origini della nostra specie sono in Africa. L'impronta genetica dell'evoluzione è molto chiara, tanto che le varianti aumentano in individui appartenenti a popolazioni "mescolate" (admixed populations, cioè quelle derivate dall'incrocio di popolazioni prima separate) proporzionalmente alla loro maggiore "parentela" con gli africani. La lettura e il confronto di questi genomi evidenzia chiaramente che tutti gli individui analizzati hanno una storia demografica comune che risale a 150000-200000 anni fa. In parole più semplici, l'albero genealogico di tutti gli umani presenti oggi sulla Terra è lo stesso e la storia dell'umanità ha avuto inizio circa 200000 anni fa in Africa!
La lettura del DNA di questi 2504 individui ci svela anche che le popolazioni europee, asiatiche ed americane hanno vissuto "colli di bottiglia" molto più importanti di quelli vissuti dagli africani. Ci sono stati, cioè, dei momenti nella storia delle popolazioni europee, asiatiche ed americane in cui il numero di individui si è ridotto di più rispetto a quanto sia successo in Africa.
I ricercatori hanno descritto inoltre un adattamento genetico recente a situazioni ambientali locali, rimasto impresso molto chiaramente nella sequenza di alcuni geni, come quelli per la pigmentazione della pelle, il colore degli occhi, la tolleranza al lattosio e l'utilizzo di grassi alimentari di diversa fonte. La storia evolutiva di questi geni è ben nota (leggi anche Melanina e lattasi: quando la selezione lascia tracce). Tuttavia, sono stati identificati anche alcuni geni per le immunoglobuline, cioè gli anticorpi, che sembrano essersi differenziati e adattati recentemente in popolazioni dell'Asia orientale, di cui non si aveva notizia in studi precedenti. Si tratta, evidentemente, di geni coinvolti nella difesa immunitaria umana.

La figura rappresenta i polimorfismi delle popolazioni umane utilizzate nello studio. L'area del cerchio è proporzionale al numero di polimorfismi trovati. In ogni cerchio, la parte colorata si riferisce a polimorfismi trovati in una singola popolazione (la parte di colore più scuro) o in un solo continente (la parte colorata più chiara). Il colore grigio chiaro indica i polimorfismi condivisi tra più continenti, mentre il grigio scuro indica polimorfismi ritrovati in tutti i continenti. (Ripreso dalla figura 1 di Nature, 526: 68-74. Polymorphic variants within sampled populations.)

La medicina è, in particolare, interessata all'identificazione di tutte quelle varianti che, in un modo o nell'altro, sono coinvolte nella determinazione genetica di patologie umane. Studi come questo sono, infatti, alla base della cosiddetta medicina personalizzata, cioè sempre più molecolare e mirata, che propone soluzioni di cura differenti a seconda della variante genetica posseduta dal paziente, una medicina, questa, molto più efficace. Un'attenzione particolare è stata rivolta anche alle varianti strutturali che, se pur in percentuale minore rispetto alle variazioni nucleotidiche, essendo più estese, sono responsabili della maggior parte della variazione tra un individuo e l'altro e sono implicate in molte malattie complesse e poligeniche, come le disabilità cognitive, la predisposizione all'obesità, il cancro. In un ampio campione di cittadini del Regno Unito, il sequenziamento di varianti rare e di regioni genomiche, apparentemente senza funzione, ha permesso l'associazione di alcune mutazioni con la densità dei minerali nelle ossa umane, la funzionalità della tiroide e il livello di lipidi nel sangue, tutte caratteristiche fortemente legate a patologie umane molto comuni. Globalmente, il progetto ha evidenziato che i polimorfismi responsabili di malattie sono più presenti nei genomi degli Europei.
È ben chiaro ai "lettori del DNA umano" che tutti i genomi sequenziati contengono varianti disfunzionali, cioè tali da causare il malfunzionamento di una proteina e di conseguenza una malattia!
I numerosi protagonisti di questa impresa scientifica lanciano la fase successiva del progetto utilizzando lo slogan: "We are at the end of the beginning". Adesso, infatti, è arrivata la parte difficile, bisogna interpretare i dati alla ricerca del significato di tutto ciò che è stato letto nel DNA!

Manuela Casasoli (manuela_casasoli@yahoo.it)