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Expedition Genomics Lab, un kit per sequenziare il Dna

Expedition Genomics Lab, un kit per sequenziare il Dna

Un team del Muse ha sviluppato un progetto che consente di determinare le informazioni genetiche su qualsiasi organismo vivente anche senza avere a disposizione un laboratorio super attrezzato. Ma è solo una delle numerose scoperte che sono state fatte negli ultimi anni e che hanno contribuito a rivoluzionare la concezione dei musei della scienza

Oggi, buona parte degli studi finalizzati a comprendere i segreti della complessità e dell’evoluzione della vita sono basati sul sequenziamento del Dna, che permette di determinare le informazioni genetiche su qualsiasi organismo vivente. È una procedura estremamente complessa e delicata che finora ha avuto luogo soltanto all’interno di laboratori specializzati, tramite l’utilizzo di strutture sofisticate e costose, impedendone così la diffusione nelle aree del pianeta a economia più debole e con scarsità di risorse infrastrutturali.

In questo quadro generale, nasce Expedition Genomics Lab, sviluppato congiuntamente dal Museo delle Scienze di Trento e dal Dipartimento di Biotecnologie dell’Università degli Studi di Verona, in collaborazione con la ditta inglese Oxford Nanopore Technologies e con l’azienda italiana Biodiversa. In pratica, si tratta di un kit portatile, che consente il sequenziamento in tempo reale e direttamente sul campo del Dna di qualsiasi materiale biologico in ogni parte del mondo. Ovvero qualcosa che fino a questo momento abbiamo potuto immaginare soltanto nelle sapienti mani di qualche super team di profiler dell’FBI a caccia di assassini seriali da un lato all’altro degli Stati Uniti. Roba quasi da fantascienza, insomma, che grazie al gruppo di lavoro diretto da Michele Menegon si rivela essere un dispositivo contenente la strumentazione e i reagenti necessari all’estrazione, alla purificazione, all’amplificazione e al sequenziamento del Dna a temperatura ambiente. “L’ottimizzazione per il lavoro real-time”, ha spiegato Menegon in sede di presentazione dell’apparato, “si basa sull’uso di tecnologie che permettono l’estrazione del Dna in loco e la sua amplificazione con un termociclatore di dimensioni ridotte appositamente realizzato per funzionare a 12 volt e dotato di fluorimetro integrato per la valutazione del successo della reazione”. Nella sua versione finale, il kit includerà un device di trasmissione elettronica della sequenza ottenuta, tramite l’uso della rete di trasmissione dati cellulare (3G/4G) o satellitare, aprendo così le frontiere all’operatività mobile.

Nello scorso mese di marzo, nel contesto del progetto Expedition Genomics Lab è stato realizzato con successo il primo sequenziamento del Dna di un organismo al di fuori di un laboratorio, un evento che è stato riconosciuto anche dalla stampa internazionale come un passo fondamentale nell’avanzamento dello studio della biodoversità.

Tra i maggiori limiti dei sistemi di sequenziamento finora realizzati vi erano infatti proprio i costi delle infrastrutture necessarie all’operatività dei processi e le loro condizioni di funzionamento, che richiedono ambienti a temperatura stabile, grande consumo di energia e imponenti sistemi informatici. La realizzazione di un simile kit porta quindi al superamento di queste barriere, e inaugura nuove prospettive nell’ambito dell’indagine scientifica e della divulgazione, così come nel campo della sostenibilità e della salvaguardia ambientale.

Michele Menegon definisce la “biodiversità” semplicemente  come “il mondo in cui viviamo”, e con questa definizione delimita il campo di ricerca stesso del progetto Expedition Genomics Lab. Una realtà complessa nata all’interno di un’istituzione d’eccellenza come il Muse, che sta producendo risultati di assoluto rilievo, in primo luogo rispetto al sistema di contaminazioni disciplinari che mette in atto. Come spiega Michele Lanzinger, direttore del Muse di Trento, “fino a qualche tempo fa le attività presenti nei musei si risolvevano in grandi vetrine stracolme di insetti o di animali imbalsamati, e in una serie di pubblicazioni specialistiche, mentre ora le modalità espositive sono diventate più attrattive e la visita al museo è un’esperienza che assomma conoscenza, emozione e divertimento”. In spazi moderni, caratterizzati da una forte impronta Hi-Tech, in mostra vanno anzitutto i risultati degli studi dei ricercatori attivi all’interno della struttura e i laboratori sono regolarmente aperti al pubblico, con la possibilità di fare domande e interagire con gli scienziati. Esattamente ciò che accade con quelli coinvolti nel progetto Expedition Genomics Lab.

Il kit avrà anche una serie di applicazioni future. “Il dispositivo”, conclude Menegon, “è infatti pensato principalmente per permettere l’analisi della sequenza  barcoding, che garantisce l’identificazione delle identità biologiche, ma permette l’ottenimento di sequenze molto lunghe o di interi genomi. Nell’ambito del progetto il principale campo di applicazione sarà il riconoscimento delle specie selvatiche su base molecolare nei Paesi della fascia intertropicale, ma nulla impedisce di valutare funzioni diverse, e il kit potrebbe trovare applicazione anche in altri campi, come per esempio la medicina, le indagini doganali sul commercio di specie protette, la corrispondenza prodotto-etichetta nel comparto alimentare, e consente molti altri utilizzi, in particolare in alcune zone del pianeta a basso tasso di sviluppo ma ad alto tasso di interesse naturalistico”.

L’uso del kit permetterà quindi di abbattere tempi e costi, rendendo nel contempo utilizzabile una delle forme più interessanti di investigazione anche in assenza di infrastrutture e offrendo l’opportunità di fare un grande passo avanti nel processo di democratizzazione della scienza e della conoscenza.