Dossier

L'unità di Biologia Computazionale (Computational Biology Unit - CBU) del CBM è un centro di ricerca transdisciplinare.

Ne fanno parte, infatti, Ferdinando Di Cunto (laureato in Medicina e specializzatosi poi in biologia molecolare), Mario Giacobini (matematico e informatico), Paolo Provero (fisico e bioinformatico), Ugo Ala (fisico e bioinformatico), Rosario Piro (fisico, bioinformatico), Christian Damasco (biotecnologo agrario), Elena Grassi (background medico e programmatrice), Christian Darabos (computer science e bioinformatico).

Applicano e sviluppano sistemi di indagine basati sulla bioinformatica coprendo vari aspetti della ricerca biomedica, che vanno dall'identificazione della funzione dei geni all'analisi di sistemi complessi.

Per esempio, hanno dimostrato che è possibile ottenere informazioni sui geni umani coinvolti in patologie applicando un sistema di analisi delle banche dati contenenti i risultati di esperimenti di microarray fatti da altri ricercatori. Il sistema prevede il confronto tra i vari risultati, processando una mole enorme di dati, per identificare anomalie geniche, sfruttando anche il confronto con i dati ottenuti dall'analisi sul genoma del topo (infatti, durante l'evoluzione gran parte del genoma è rimasto conservato tra uomo e topo). In questo modo sono stati in grado di individuare 81 geni che con elevata probabilità potrebbero essere coinvolti in patologie.

Il metodo su cui si sono basati è apparentemente semplice: per qualsiasi funzione si attivano numerosi geni, verificando in diversi campioni i geni che si sono attivati per un determinato evento dovrebbe essere possibile identificare le situazioni anomale. Per esempio, se si attivano in corrispondenza di un certo evento 30 geni tranne in cinque casi, che corrispondono a persone con un determinata patologia, è probabile che i geni non attivati siano coinvolti nella malattia. Il sistema, però, permette di condurre quest'analisi su larga scala, osservando il comportamento di migliaia di geni in contemporanea, identificando quelli che si attivano insieme e verificando le differenze tra i diversi campioni.

Un altro esempio di ricerca riguarda l'identificazione di regioni con attività specifiche all'interno di un tratto di DNA: infatti, nel genoma esistono diverse funzioni, alcuni tratti costituiscono i veri e propri geni, altri regolano le funzioni dei primi. I ricercatori del CBU hanno dimostrato che è possibile identificare con un'analisi statistica dove risiedono i centri di controllo, prima di passare alla fase sperimentale di verifica. In questo modo, uno studio che prima poteva richiedere anche anni (perché queste sequenze regolatorie sono immerse in ampi tratti di genoma, spesso lontani dai geni) per saggiare tutte le possibili combinazioni, ora è accelerato dalla possibilità di iniziare da tratti che statisticamente potrebbero corrispondere a quelli giusti già al primo tentativo.