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Prime analisi dello scheletro del bambino al laboratorio di ricerche applicate

LE PRIME ANALISI DELLO SCHELETRO DEL BAMBINO
AL LABORATORIO DI RICERCHE APPLICATE

Il Laboratorio di Ricerca Applicate del Parco Archeologico di Pompei sarà il punto di partenza per le analisi preliminari dello scheletro del bambino ritrovato alle Terme Centrali di Pompei. Gli studi antropologici effettueranno un primo screening della stato di salute della giovane vittima, per poi indirizzare le successive indagini esterne sul DNA.

In questa prima fase, si tratta di analisi metriche, morfologiche e dei markers di stress scheletrici, ovvero di misurazioni delle ossa e valutazioni di impronte muscolari sulle scheletro, queste ultime utili a valutare se ci sono tracce di eventuali attività fisiche (trasporto pesi, deambulazione ecc.). Incrociando la misura della lunghezza delle ossa con le analisi dello sviluppo dentario sarà possibile determinare con maggiore precisione l’età del bambino, al momento stabilita tra i 7 e gli 8 anni.
Ulteriori informazioni potranno riguardare eventuali patologie rilevabili, considerato che non tutte le malattie sono identificabili sulle ossa. Non sarà invece possibile in questa fase stabilire il sesso dell’individuo, in quanto i caratteri di dimorfismo tipicamente maschili o femminili non son ancora definiti in età infantile. Tali determinazioni saranno possibili solo in un eventuale seconda fase di analisi sul DNA, qualora si presenti in un buono stato di conservazione.

Lo scheletro è stato rinvenuto pressoché completo ad eccezione di una porzione del torace destro, della mandibola e di parte degli arti superiori e di arti inferiori e non appaiono lesioni dovute alle intercettazioni ottocentesche.

Le indagini sui resti della piccola vittima delle Terme Centrali – dichiara il responsabile del Laboratorio di Ricerche Applicate, Alberta Martellone – saranno fondamentali per ricostruire la composizione e lo stato di salute degli abitanti di Pompei nel 79 d.C. I risultati che ne deriveranno potranno fornire un ulteriore contributo alla conoscenza della storia della città prima che l’evento eruttivo del 79 d.C. la cristallizzasse”. Normalmente i dati antropologici che ci pervengono dalla storia sono relativi a individui, deceduti per morte naturale e ritrovati nelle sepolture delle necropoli. Nel caso unico di Pompei ci troviamo di fronte, invece, a resti umani di individui nel pieno della loro vitalità, morti  a causa di calamità naturali, quali l’eruzione. Le analisi su tali resti consentono di aprire uno spaccato sulla popolazione vivente dell’epoca, che in nessun altra situazione sarebbe stato possibile.”

Nella fase di rinvenimento, oltre all’antropologa hanno contribuito allo studio della giacitura del reperto anche esperti vulcanologi e geologi, allo scopo di determinare le fasi stratigrafiche e le dinamiche di seppellimento. Le analisi del DNA saranno condotte a breve grazie alla collaborazione del dipartimento-di-medicina-molecolare-e-biotecnologie-mediche della Federico II.
Testo e immagini da UFFICIO STAMPA Parco Archeologico di Pompei – presso Antiquarium Boscoreale

Esperti di Genetica in visita a Ercolano per lo studio del DNA dai reperti dell’antica città

Esperti di Genetica in visita a Ercolano

per lo studio del DNA dei reperti dell’antica città

–          mercoledì 25 aprile 2018 –

Il prossimo 25 aprile il Parco Archeologico di Ercolano ospiterà in visita degli esperti di genetica di fama internazionale, partecipanti a Capri alla 9th International Conference on Unstables Microsatellites and Human Disease, congresso internazionale focalizzato su patologie pediatriche rare dovute ad instabilità da triplete del DNA, evento organizzato congiuntamente da rappresentanti del  Consiglio Nazionale delle Ricerche dell’Istituto di Genetica e Biofisica “Adriano Buzzati – Traverso” di Napoli, dell’Università della Florida e del Sickkids Institute Institute di Toronto, in collaborazione con l’Herculaneum Conservation Project; ad accoglierli il Direttore del Parco Francesco Sirano.

Alla luce del grande interesse nello studio dell’instabilità del DNA a ritroso nel tempo, la visita al Parco di Ercolano diventa occasione per promuovere l’incontro tra la genetica umana e l’archeo-antropologia molecolare, con la possibilità di dar vita a nuove originali collaborazioni volte allo studio del DNA, dai reperti umani di Ercolano fino ai giorni nostri.

Ercolano si conferma laboratorio all’aperto – dichiara il Direttore Francesco Sirano – capace di interessare tutti i campi scientifici grazie all’eccezionalità dello stato di conservazione del sito”.

Guida di eccezione, Pierpaolo Petrone,  il bio antropologo dell’Università Federico II,  che ha condotto lo scavo di Ercolano delle vittime ritrovate sull’antica spiaggia negli anni 90, basandosi sui risultati dei suoi studi,  parlerà dell’eruzione che nel 79 che seppellì l’intera area vesuviana assieme ad Ercolano e Pompei, e delle ricerche che conduce con lo studio sui reperti organici dell’antica città di Ercolano.

Testo e immagine da UFFICIO STAMPA Parco Archeologico di Ercolano

Il Sahara era verde e popolato: la storia dell’evoluzione umana raccontata dal genoma

Il Sahara era verde e popolato: la storia dell’evoluzione umana raccontata dal genoma

Un gruppo di ricerca internazionale coordinato dalla Sapienza, ha utilizzato una tecnica innovativa di sequenziamento del Dna per ricostruire l’evoluzione della specie umana all’interno del continente africano. I risultati sono pubblicati su Genome Biology

La storia dei movimenti umani attraverso il Sahara, è racchiusa non solo nei reperti archeologici riconducibili ad antichi insediamenti sahariani, ma anche nel nostro genoma.

Questa nuova prospettiva, che finora non era mai stata analizzata, è stata adottata dal team di ricerca internazionale coordinato da Fulvio Cruciani del Dipartimento di Biologia e biotecnologie “Charles Darwin” della Sapienza di Roma, evidenziando che il pool genetico maschile di popolazioni nord-africane e sub-sahariane è stato plasmato da antiche migrazioni umane trans-sahariane.

Lo studio, pubblicato dal gruppo sulla rivista Genome Biology, costituisce un importante contributo al progresso conoscitivo sull’evoluzione umana e in particolare sul ruolo del cosiddetto “Green Sahara” nel popolamento dell’Africa.

Durante l’optimum climatico dell’Olocene (tra 12 mila e 5 mila anni fa), il Sahara era una terra fertile (da cui “Green Sahara”) e dunque non rappresentava una barriera geografica per eventuali sposamenti umani tra l’Africa sub-sahariana e le coste mediterranee del continente. Per analizzare il popolamento di questa regione i ricercatori si sono avvalsi di una tecnica innovativa (next-generation sequencing) per sequenziare circa 3,3 milioni di basi del cromosoma Y umano in 104 individui maschi, selezionati mediante uno screening di migliaia di campioni.

Lo studio della distribuzione geografica dei diversi cromosomi Y permette di fare inferenze riguardo eventuali eventi demografici del passato a carico della nostra specie. Mediante questa analisi, sono state individuate 5966 varianti geniche (di cui il 51% mai descritte in precedenza). Studiando la variabilità genetica di queste varianti in 145 popolazioni africane ed eurasiatiche è stato possibile evidenziare massicce migrazioni umane avvenute sia attraverso il deserto del Sahara (prima della desertificazione) che attraverso il bacino del Mediterraneo.

“Il cromosoma Y – precisa Eugenia D’Atanasio, primo autore condiviso della ricerca – viene trasmesso dal padre ai soli figli maschi, fornendo quindi una prospettiva solo “al maschile” dell’evoluzione umana recente. Il confronto dei dati dell’Y con quelli relativi al DNA mitocondriale (trasmesso lungo la linea materna) e agli autosomi (trasmessi da entrambi i genitori) ha evidenziato differenze dei due sessi nel plasmare la variabilità genetica del Nord Africa, con un contributo femminile recente riconducibile alla tratta araba degli schiavi e un contributo maschile più antico, che risale principalmente al periodo del “Green Sahara”.

“Questa analisi – aggiunge Beniamino Trombetta, co-autore della ricerca – ha anche evidenziato massicci spostamenti avvenuti attraverso il bacino del Mediterraneo, che hanno coinvolto antichi movimenti di popolazioni umane dall’Europa all’Africa e viceversa, mostrando come i contatti tra queste due regioni siano sempre avvenuti fin dai tempi preistorici”.

In questo studio, per la prima volta, si trova la traccia genetica di migrazioni umane trans-sahariane che erano state sino a ora ipotizzate soltanto mediante l’analisi di cultura materiale. Gli scenari proposti contribuiscono a una migliore comprensione dell’evoluzione umana recente e aprono la strada a nuove linee di ricerca riguardo la nostra storia.  Continue reading Il Sahara era verde e popolato: la storia dell’evoluzione umana raccontata dal genoma

Oltre la selezione darwiniana: l’ereditabilità dei caratteri acquisiti a seguito di stress ambientali

Oltre la selezione darwiniana: l’ereditabilità dei caratteri acquisiti a seguito di stress ambientali 

Gli esperimenti sugli effetti dello stress termico nei moscerini portarono all’elaborazione da parte di Waddington dei concetti di Canalizzazione e Assimilazione durante lo sviluppo e alla formulazione dei termini Epigenetica e Paesaggio epigenetico. La figura rappresenta una interpretazione metaforica di come i trasposoni attivati da shock termico hanno modificato il concetto di paesaggio epigenetico

Un gruppo di ricerca del Dipartimento di Biologia e biotecnologie della Sapienza, ha reinterpretato una delle più importanti ipotesi sull’ereditabilità dei caratteri morfologici anomali, acquisiti a seguito di stress ambientali. Lo studio, finanziato dall’Istituto Pasteur Italia – Fondazione Cenci Bolognetti e da Epigenomics Flagship Project EpiGen, è pubblicato sulla rivista Genetics

Nonostante la “generale” condivisione della teoria darwiniana sulla selezione naturale, la comunità scientifica non ha mai completamente abbandonato le ipotesi di apparente eredità di caratteri acquisiti per effetto di fattori ambientali.

Il gruppo di ricerca del Dipartimento di Biologia e biotecnologie “Charles Darwin”, formato da Laura Fanti, Lucia Piacentini, Ugo Cappucci, Assunta M. Casale e Sergio Pimpinelli, ha osservato il fenomeno mediante esperimenti condotti su moscerini della frutta Drosophila melanogaster. I risultati dello studio, selezionato per il F1000Prime, sono pubblicati sulla rivista Genetics.

Già negli anni ’40 Conrad Waddington aveva sottoposto durante la metamorfosi i moscerini a uno shock termico; questi, nella fase adulta mostravano caratteri morfologici anomali, dopo cicli ripetuti di stress a ogni generazione, tali caratteri divenivano ereditabili, cioè venivano trasmessi alle generazioni successive anche in assenza di stress.

Mentre Waddington aveva ipotizzato che i caratteri anomali non fossero acquisiti a seguito dello stress ambientale, ma che fossero dovuti a una variabilità genetica pre-esistente, ovvero che ci fossero caratteri criptici già presenti nel genoma dei moscerini, il team della Sapienza è giunto a una nuova spiegazione.

Utilizzando le nuove tecnologie molecolari che fanno uso del sequenziamento del DNA, i ricercatori hanno dimostrato che queste anomalie sono dovute a cambiamenti ex-novo del genoma, a seguito dello stress.

Infatti, lo stress da calore può causare sia rotture nel DNA, e quindi la perdita di geni, sia il movimento di elementi trasponibili (o trasposoni), ovvero di particolari sequenze che hanno la capacità di “saltare” da una parte all’altra del genoma, provocando mutazioni.

Pertanto, l’eredità dei caratteri anomali a seguito dello shock non è dovuta a una variazione criptica presente nel genoma, ma a meccanismi di mutagenesi.

“Questo modello – spiega Laura Fanti – ha importanti implicazioni evolutive. I cambiamenti ambientali possono indurre negli organismi modificazioni adattative non ereditarie – attraverso i cosiddetti meccanismi epigenetici – ma anche mutazioni nelle loro cellule germinali con il conseguente aumento della variabilità genetica”.

Le variazioni fenotipiche, comparse in conseguenza di uno stress ambientale (sottoposto durante una fase critica dello sviluppo), possono infatti essere “incorporate” nel patrimonio genetico dell’organismo biologico mediante induzione e selezione di varianti geniche corrispondenti, cosicché tali varianti continueranno a essere prodotte anche in assenza di qualsiasi stimolo esterno.

Reinterpretare la stabilizzazione dei caratteri adattivi per mezzo della selezione naturale significa proporre un nuovo meccanismo di evoluzione, all’interno però di una cornice darwiniana.

“La comprensione dei meccanismi evolutivi che hanno portato alla comparsa di tutte le forme di vita esistenti sul pianeta – conclude Laura Fanti – è importante perché ci offre la possibilità di comprendere i cambiamenti attuali e prevedere quelli futuri, permettendoci di compiere scelte opportune per la salvaguardia dell’ambiente e anche della nostra salute”.

Riferimenti:

Canalization by Selection of de Novo Induced Mutations – Laura Fanti, Lucia Piacentini, Ugo Cappucci, Assunta M. Casale and Sergio Pimpinelli – Genetics, August 1, 2017 vol. 206 n.4 1995-2006; https://doi.org/10.1534/genetics.117.201079 

 

Testo dall’Ufficio Stampa e Comunicazione Università La Sapienza di Roma.

 

Nelle ossa il segreto dei Fuegini per sopravvivere in ambiente estremo

Nelle ossa il segreto dei Fuegini per sopravvivere in ambiente estremo

I primi abitanti della Terra del Fuoco si nutrivano di otarie e uccelli marini per contrastare la rigidità del clima. I nuovi dati emersi dall’analisi delle collezioni scheletriche rivelano la capacità delle antiche popolazioni della Patagonia di adattare il proprio regime alimentare nonostante le trasformazioni apportate dai conquistatori. Lo studio su PlosOne

 Cosa mangiavano i “Fuegini”, le antiche popolazioni della Terra del Fuoco per contrastare il freddo glaciale come quello antartico? Nonostante un abbigliamento semplice, composto da un ridotto mantello di pelliccia queste popolazioni riuscirono con una alimentazione ricca di grassi animali a resistere ai rigidi inverni della regione. Ad aggiungere un nuovo tassello nella conoscenza di queste antiche popolazioni del Sud America, ormai estinte, ci ha pensato un team di ricerca  guidato da Mary Anne Tafuri del Dipartimento di Biologia Ambientale della Sapienza, in collaborazione con ricercatori dell’Università di Firenze e del CONICET di Buenos Aires e Ushuaia che ha pubblicato recentemente i risultati di un’indagine paleonutrizionale su due importanti collezioni scheletriche provenienti dalla Terra del Fuoco.

Il lavoro, pubblicato su PLOSone, è basato sulla misurazione del rapporto isotopico di carbonio e azoto nel collagene delle ossa che ha permesso di ricostruire la dieta seguita dai Fuegini nel corso dell’ultimo millennio. Le serie scheletriche hanno offerto infatti la possibilità di studiare il variare della dieta di queste popolazioni, successivamente all’arrivo degli esploratori Europei e Nord Americani attratti anche dall’opportunità di sfruttamento dei pinnipedi (in questa zona soprattutto otarie) fonte principale di cibo per le popolazioni indigene.

I risultati della ricerca mostrano una sorprendente omogeneità nel regime alimentare dei Fuegini nelle fasi precedenti al contatto con gli Europei e successivamente al loro arrivo. Tale omogeneità è stata interpretata come segnale di adattamento delle popolazioni locali, che modificarono il proprio regime alimentare in modo da mantenere invariato il carico proteico sostituendo i pinnipedi, oramai depredati, con altre risorse (prevalentemente uccelli marini).

 

Le due collezioni oggetto di studio, risalenti al XIX secolo sono conservate presso il Museo di Antropologia “G. Sergi” della Sapienza e il Museo di Storia Naturale di Firenze e furono raccolte nel corso delle spedizioni del Capitano Giacomo Bove in Patagonia sul finire dell’800.

Focus

Vennero chiamati “Fuegini” le popolazioni aborigene della Terra del Fuoco, il vasto arcipelago situato all’estremità dell’America del Sud. Queste popolazioni comprendevano sia i gruppi arcaici del sud e dell’ovest, cioè Halakwùlup (Alakaluf) e Yámana, sia gli Ona, stanziati a est, affini ai Patagoni. Il nome deriva dai numerosi focolari che i primi navigatori occidentali videro sulle coste. I loro usi e costumi furono raccontati da Charles Darwin nel saggio “Viaggio di un naturalista intorno al mondo”.

Le due etnie, oggi estinte, si differenziavano antropologicamente per alcuni caratteri: più alti, con corpo robusto, testa mesomorfa, faccia affilata e molto sviluppata in altezza, gli Ona; statura piccola, cranio lungo con forti arcate sovraorbitali, faccia larga, pelle bruno-rossastra, gli altri. Queste popolazioni avevano uno straordinario adattamento al clima rigido della zona da loro abitata; indossavano, infatti, un abbigliamento ridottissimo anche durante l’inverno.

I Fuegini vivevano di pesca, di raccolta di molluschi e di caccia e usavano come abitazione semplici ripari di frasche. Le strutture sociali erano semplici: mancavano capi ed entità totemiche; la famiglia, monogama, era patrilineare, sebbene la donna godesse di una certa libertà; fondamentali i riti (officiati da una sorta di stregone privo di poteri) che tramandavano le consuetudini sociali, morali e religiose; entrambe le etnie credevano in un essere supremo.

Queste etnie furono decimate dall’incontro con gli Europei, dalle malattie, dall’impoverimento dell’habitat dovuto all’introduzione degli ovini, dalla concentrazione in nuclei abitativi stabili (le cosiddette reducciones missionarie). Le lingue parlate dai Fuegini appartenevano al gruppo dell’Araucano.

Settore Ufficio stampa e comunicazione SAPIENZA Università di Roma