Un team di ricercatori dell'Università dello Utah Health, dell'Università di Washington, di PacBio e di altre istituzioni ha utilizzato diverse tecnologie di sequenziamento del Dna per sviluppare l'atlante più completo del cambiamento genetico attraverso le generazioni.La nuova indagine ha rivelato che alcune parti del genoma umano cambiano molto più velocemente di quanto si sapesse in precedenza, gettando le basi per nuove intuizioni sulle radici della malattia umana e dell'evoluzione. I risultati sono pubblicati su Nature.
Confrontando i genomi dei genitori con quelli dei loro figli, i ricercatori hanno potuto rilevare la frequenza con cui si sono verificate nuove mutazioni e sono state tramandate, un tasso che secondo l'autrice Lynn Jorde, professore di genetica umana presso la Spencer Fox Eccles School of Medicine (SFESOM) dell'Università dello Utah, è fondamentale per comprendere la biologia umana quanto la velocità della luce lo è per comprendere la fisica.
"Tutta la variazione genetica che vediamo da individuo a individuo è il risultato di queste mutazioni". Nel corso del tempo, questi cambiamenti hanno portato a tutto, dalle differenze nel colore dei nostri occhi alla capacità di digerire il lattosio alle malattie genetiche rare.
I ricercatori stimano che ogni essere umano abbia quasi 200 nuovi cambiamenti genetici che sono diversi da entrambi i genitori. Molti di questi cambiamenti si verificano in regioni del Dna che sono particolarmente difficili da studiare.
Aaron Quinlan, professore e presidente di genetica umana presso SFESOM e co-autore dello studio, afferma che i precedenti sforzi per studiare il cambiamento genetico umano erano limitati alle parti del genoma che mutano di meno. Ma il nuovo studio ha utilizzato tecnologie avanzate di sequenziamento per rivelare le regioni del Dna umano che cambiano più rapidamente, regioni che Quinlan descrive come "precedentemente intoccabili".
"Abbiamo visto parti del nostro genoma che sono incredibilmente mutevoli, quasi una mutazione ogni generazione", dice. Altri segmenti di Dna erano più stabili.
Jorde afferma che la nuova risorsa può essere un supporto importante per la consulenza genetica, aiutando a rispondere alla domanda: "Avere un figlio affetto da una malattia, è probabile che questa venga ereditata da un genitore o è probabile che si tratti di una nuova mutazione?"
È più realistico che le malattie causate da cambiamenti nei "punti caldi di mutazione" siano uniche per il bambino, piuttosto che essere state trasmesse dai genitori. Ciò significa che il rischio che i genitori abbiano altri figli con la stessa malattia è inferiore. Ma se un cambiamento genetico è stato ereditato dai genitori, i futuri figli di quei genitori hanno un rischio maggiore di avere la malattia.
La scoperta dei ricercatori si basa su una famiglia dello Utah che ha lavorato con i ricercatori di genetica dagli anni '80 come parte del consorzio del Centre d'Etude du Polymorphisme Humain, dimostrandosi inestimabile per il Progetto Genoma Umano.
Quattro generazioni della famiglia hanno donato il Dna e hanno acconsentito alla sua analisi, che ha permesso ai ricercatori di osservare in modo straordinariamente approfondito come i nuovi cambiamenti nascono e vengono ereditati dai genitori ai figli.
"Una famiglia numerosa con questa ampiezza e profondità è una risorsa incredibilmente unica e preziosa", afferma Deborah Neklason, professore associato di ricerca di medicina interna presso SFESOM e co-autrice dello studio. "Ci aiuta a comprendere le variazioni e i cambiamenti del genoma nel corso delle generazioni in modo incredibilmente dettagliato".
Per ottenere un quadro completo e ad alta risoluzione della variazione genetica nel tempo, il team ha sequenziato il Dna di ogni persona utilizzando diverse tecnologie. Alcune tecnologie sono le migliori per rilevare le più piccole modifiche possibili al Dna; altri possono scansionare enormi strisce di Dna alla volta per trovare grandi cambiamenti e vedere parti del genoma che altrimenti sarebbero difficili da sequenziare.
Sequenziando gli stessi genomi con più tecnologie, i ricercatori hanno ottenuto il meglio di entrambi i mondi: l'accuratezza sia su piccola che su larga scala.
Nel lavoro futuro, i ricercatori sperano di estendere le loro tecniche di sequenziamento complete a più persone per vedere se il tasso di cambiamento genetico è diverso per le diverse famiglie.
"Abbiamo visto cose davvero interessanti in questa famiglia", dice Quinlan. La domanda successiva è: "Quanto sono generalizzabili questi risultati tra le famiglie quando si cerca di prevedere il rischio di malattia o come si evolvono i genomi?"
I risultati del sequenziamento saranno resi disponibili gratuitamente in modo che altri ricercatori possano utilizzare i dati nei propri studi, aprendo la porta a ulteriori approfondimenti sull'evoluzione umana e sulle malattie genetiche.
Bibliografia
Eichler E, et al. Human de novo mutation rates from a four-generation pedigree reference. Nature 2025. DOI: 10.1038/s41586-025-08922-2. www.nature.com/articles/s41586-025-08922-2