giovedì 2 febbraio 2012

Scoperto un nuovo metodo per rilevare la presenza di DNA


ResearchBlogging.org
Un gruppo di ricercatori dell'Università di Notre Dame ha scoperto un nuovo metodo per rilevare la presenza di tracce di DNA: la spettroscopia in trasmissione laser (LTS). La LTS è una tecnica capace di determinare rapidamente le dimensioni, la forma e la quantità di nanoparticelle in sospensione.
L'articolo, pubblicato in dicembre 2011 su PLoS ONE, mostra come gli studiosi del gruppo di ricerca abbia applicato la tecnica per distinguere la presenza di una specie invasiva da quella di una specie sorella. Per semplicità, ricordiamo che si definiscono come specie sorelle (o specie criptiche) 2 o più specie viventi in uno stesso ambiente, ma da un punto di vista anatomico-morfologico sono poco o per niente distinguibili, per cui gli organismi di tali specie vengono frequentemente confusi come membri di un'unica specie.
Carpe asiatiche
che saltano dall'acqua
La ricerca è stata condotta coinvolgendo il Notre Dame's Environmental Change Initiative (ECI), un ente i cui scienziati stanno utilizzando la tecnica dell'eDNA (environmental DNA), anche nota come DNA ambientale, per rilevare la presenza di DNA di carpe asiatiche eventualmente presenti nella zona dei Grandi Laghi. La carpa asiatica (nome volgare sotto il quale passano almeno queste 8 specie: Ctenopharyngodon idella, Cyprinus carpio, Hypophthalmichthys molitrix, Hypophthalmichthys harmandi, Hypophthalmichthys nobilis, Mylopharyngodon piceus, Carassius auratus, Carassius carassius, Cirrhinus molitorella) ha recentemente destato l'attenzione dei ricercatori americani, perché si tratta di pesci originari della Thailandia, ma importati negli anni '70 in Arkansas con l'intento di utilizzarle a vantaggio degli allevamenti di pesce gatto, sfruttandone la grande voracità; alcune carpe, tuttavia, riuscirono a sfuggire alle reti degli allevamenti - anche grazie alla loro capacità di compiere balzi fino a 2 metri al di sopra del pelo d'acqua - raggiunsero le acque del Mississippi, in cui oggi si nutrono indisturbate di enormi quantità di plancton e pesci. 
La presenza della carpa asiatica nel Mississippi rappresenta un'autentica preoccupazione non solo per il Mississippi stesso, ma anche per l'area dei Grandi Laghi, la cui fauna marina rappresenta una risorsa di grande importanza per la pesca statunitense, e l'intrusione delle carpe asiatiche potrebbe costituire un autentico disastro economico, oltre che ambientale. Già da qualche tempo sono state sistemate delle reti elettriche intorno all'area dei Grandi Laghi, ma il timore che in qualche modo possano penetrarvi le carpe è così forte da voler correre ai ripari in tempo utile, e la rilevazione di tracce di DNA con tecniche nuove e più pratiche potrebbe essere una metodologia da non sottovalutare. 
La tecnica LTS è altamente sensibile alla presenza di tracce di DNA ed impiega soltanto pochi secondi per individuare geneticamente la presenza/assenza di una determinata specie. I ricercatori pensano inoltre che tale tecnica possa anche avere costi competitivi rispetto alle metodologie attualmente in uso, nonché raggiungere la sensibilità d'analisi richiesta per poter fare a meno dell'amplificazione del materiale genetico ottenuta tramite l'ormai famosa tecnica della PCR (Polymerase Chain Reaction).
La tecnica utilizza delle nanoparticelle di polistirene carbossilato che funziona in sinergia con brevi sequenze di DNA complementari alle sequenze specifiche di DNA cercate. In soluzione i frammenti di DNA cercati ed eventualmente presenti (DNA target) si legano ai frammenti di DNA "esca", determinando un notevole incremento nel diametro delle nanoparticelle, che viene rapidamente quantificato utilizzando l'LTS. Nel caso in cui non sia presente il DNA cercato, non si osservano variazioni nel diametro delle nanoparticelle.
Nonostante la tecnica LTS sia stata utilizzata soltanto con l'intento di identificare specie sorelle invasive, i ricercatori pensano che essa possa essere utilizzata anche per identificare il DNA di organismi patogeni per la nostra salute, oppure rilevare la presenza di alterazioni genetiche, quali quelle che causano il cancro.

Li, F., Mahon, A., Barnes, M., Feder, J., Lodge, D., Hwang, C., Schafer, R., Ruggiero, S., & Tanner, C. (2011). Quantitative and Rapid DNA Detection by Laser Transmission Spectroscopy PLoS ONE, 6 (12) DOI: 10.1371/journal.pone.0029224

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