Determinare l’ordine dei blocchi di costruzione del DNA (nucleotidi) nel codice genetico di un individuo, chiamato sequenziamento del DNA, ha avanzato lo studio della genetica ed è una tecnica utilizzata per testare i disturbi genetici. Due metodi, il sequenziamento dell’esoma intero e il sequenziamento del genoma intero, sono sempre più utilizzati nell’assistenza sanitaria e nella ricerca per identificare le variazioni genetiche; entrambi i metodi si basano su nuove tecnologie che permettono il sequenziamento rapido di grandi quantità di DNA. Questi approcci sono conosciuti come sequenziamento di nuova generazione (o next-gen sequencing).
La tecnologia di sequenziamento originale, chiamata sequenziamento Sanger (dal nome dello scienziato che l’ha sviluppata, Frederick Sanger), è stata una svolta che ha aiutato gli scienziati a determinare il codice genetico umano, ma richiede tempo e denaro. Il metodo Sanger è stato automatizzato per renderlo più veloce ed è usato ancora oggi nei laboratori per sequenziare brevi pezzi di DNA, ma ci vorrebbero anni per sequenziare tutto il DNA di una persona (noto come genoma della persona). Il sequenziamento di nuova generazione ha accelerato il processo (ci vogliono solo giorni o settimane per sequenziare un genoma umano) riducendo il costo.
Con il sequenziamento di nuova generazione, è ora possibile sequenziare grandi quantità di DNA, per esempio tutti i pezzi del DNA di un individuo che forniscono le istruzioni per produrre proteine. Questi pezzi, chiamati esoni, si pensa che costituiscano l’1% del genoma di una persona. Insieme, tutti gli esoni in un genoma sono conosciuti come l’esoma, e il metodo di sequenziamento è noto come sequenziamento dell’esoma intero. Questo metodo permette di identificare le variazioni nella regione codificante le proteine di qualsiasi gene, piuttosto che solo in alcuni geni selezionati. Poiché la maggior parte delle mutazioni conosciute che causano malattie si verificano negli esoni, il sequenziamento dell’esoma intero è pensato per essere un metodo efficiente per identificare possibili mutazioni che causano malattie.
Tuttavia, i ricercatori hanno scoperto che le variazioni del DNA al di fuori degli esoni possono influenzare l’attività del gene e la produzione di proteine e portare a disturbi genetici – variazioni che il sequenziamento dell’esoma intero mancherebbe. Un altro metodo, chiamato sequenziamento del genoma intero, determina l’ordine di tutti i nucleotidi nel DNA di un individuo e può determinare variazioni in qualsiasi parte del genoma. Poiché non tutti i cambiamenti genetici influenzano la salute, è difficile sapere se le varianti identificate sono coinvolte nella condizione di interesse. A volte, una variante identificata è associata a un diverso disturbo genetico che non è stato ancora diagnosticato (questi sono chiamati risultati incidentali o secondari).
Oltre ad essere utilizzati nella clinica, il sequenziamento dell’esoma e del genoma intero sono metodi preziosi per i ricercatori. Lo studio continuo delle sequenze dell’esoma e del genoma può aiutare a determinare se nuove variazioni genetiche sono associate a condizioni di salute, il che aiuterà la diagnosi delle malattie in futuro.