postgenomica

postgenomica

postgenòmica s. f. – Fase della ricerca biomedica, successiva alla conclusione del Progetto genoma umano. Il completamento del sequenziamento del genoma umano e quello di numerosi altri genomi costituisce il punto di partenza di una nuova disciplina, la cosiddetta postgenomica. Mentre la ricerca genomica ha eminentemente una valenza descrittiva e si propone di identificare gli elementi di sequenza fondamentali presenti nel genoma, ossia geni codificanti per proteine, RNA non codificanti, elementi regolatori, ecc., la p. ha, invece, una valenza soprattutto funzionale e ha come obiettivo principale quello di decifrare la funzione dei costituenti fondamentali del genoma, siano essi geni o elementi localizzati nella porzione non genica. Si parla quindi di rivoluzione p. perché la comunità scientifica ha dovuto superare alcune limitazioni dell'approccio precedente. La genetica è sempre stata necessariamente analitica, ossia ha cercato di studiare i singoli geni nei dettagli, ma questo approccio è troppo lungo e limitativo. Si è quindi sentito il bisogno di avere una sorta di visione d'insieme, che richiede un'analisi multiparametrica globale. Sono così comparsi nuovi termini, quali trascrittoma e proteoma, che stanno a indicare la necessità di una visione sintetica della fisiologia cellulare, capace di analizzare globalmente il funzionamento di ogni cellula a livello della trascrizione del DNA in RNA e della traduzione di quest'ultimo in proteine. Questa strategia è l'unica possibile per risolvere realmente problematiche estremamente complesse quali il differenziamento cellulare e la patogenesi dei processi tumorali.

Sistemi di reti. – Il campo di ricerca più perseguito nel 21° sec. è diventato quindi l'approccio sistemico, con la necessità di trovare strumenti e linguaggi che permettano di indagare e descrivere non più singole interazioni o processi, ma interi sistemi di reti che, a loro volta, costituiscono sistemi di reti. La ricerca biomedica p. cerca di catalogare sistematicamente tutte le molecole e le loro interazioni in una cellula vivente. C'è una chiara necessità di capire come queste molecole, e le interazioni che si stabiliscono fra loro, determinino le funzioni cellulari complesse. I rapidi progressi nella biologia dei sistemi di reti indicano che le reti cellulari sono governate da leggi universali e offrono un nuovo schema concettuale che potrebbe potenzialmente rivoluzionare la nostra visione della biologia e delle patologie nel 21° secolo. La descrizione globale dei fenomeni biologici è stata anche definita o biologia dei sistemi; uno dei suoi principali vantaggi è che invece di raccogliere soltanto i dati necessari ad accettare o respingere una certa ipotesi, essa riunisce contemporaneamente tutte le informazioni disponibili permettendo, in linea di principio, di identificare fenomeni non ipotizzabili a priori. Un aspetto ulteriore consiste nell'estrema complessità delle informazioni raccolte dalle discipline p., che pone problemi inediti, e non ancora del tutto risolti, di standardizzazione dei dati, riproducibilità degli esperimenti e interpretazione dei risultati.

I progetti della postgenomica. – Il Progetto genoma umano ha rappresentato il primo esempio di Big science in campo biologico, con risorse umane ed economiche dell'ordine di grandezza generalmente utilizzato per alcuni progetti spaziali o di fisica delle particelle. In virtù del successo ottenuto e delle future applicazioni della p. in campo biomedico (ma anche in ecologia, nella generazione di fonti di energia rinnovabili e in ambito agroalimentare), sono stati avviati ambiziosi progetti di ricerca. Tra questi, il progetto Genomic science program, iniziato nel 2005 e coordinato dal Dipartimento per l'energia degli Stati Uniti, prevede i seguenti obiettivi: a) identificare e caratterizzare sistematicamente tutte le macchine molecolari (i complessi proteici che effettuano le diverse attività enzimatiche della cellula) nei principali microrganismi, nelle piante e nelle comunità biologiche; b) descrivere e manipolare i circuiti regolativi che, a partire dalle informazioni genomiche, controllano le macchine molecolari; c) studiare con microarray e proteomica i microrganismi e le piante in diverse condizioni ambientali e, in partic., la loro capacità di associarsi in vere e proprie comunità; d) organizzare i dati in un sistema coerente e accessibile alla comunità scientifica. Nel medio e lungo periodo, il programma si prefigge di contribuire alla soluzione di problemi su scala globale quali, per es., la riduzione dell'effetto serra, la rimozione dell'inquinamento e la produzione di carburanti da fonti rinnovabili.