Svelato il genoma della rondine: un grande passo per la tutela della biodiversità

La prestigiosa rivista internazionale Gigascience ha pubblicato l'intera sequenza del genoma della rondine: uno dei genomi di più elevata qualità finora prodotti nel mondo e da oggi a disposizione, gratuitamente, di tutta la comunità scientifica.

Il sequenziamento del DNA della rondine è il risultato di una collaborazione tra due gruppi di ricerca dell'Università Statale di Milano – Giulio Formenti e Nicola Saino del dipartimento di Scienze e Politiche ambientali  e Matteo Chiara e David Horner del dipartimento di Bioscienze – cui hanno concorso anche la California State Polytechnic University e l'Università di Pavia, con il contributo della Fondazione Comunitaria della Provincia di Lodi onlus.

Pur in assenza di conoscenze sull'intero genoma, studi precedenti sulla rondine e su altre specie di uccelli avevano già dimostrato la forte componente genetica di caratteri chiave per la sopravvivenza, come la migrazione o la riproduzione.

La conoscenza della sequenza genomica della rondine sarà la chiave per individuare i geni che controllano l'espressione di tutti i caratteri fondamentali della storia vitale di questa specie, che ne determinano la variabilità individuale.

Molto studiata dagli scienziati, la rondine è una specie di estremo valore simbolico e culturale anche per la sua filopatria, che riporta gli individui alla propria casa anche dopo una lunga migrazione, ed è al centro dell'attenzione per il suo declino demografico, in parte dovuto ai cambiamenti climatici.

Le informazioni sul genoma consentiranno di comprendere i meccanismi biologici che su scala globale determinano tale declino e i processi evolutivi che potrebbero garantire l'adattamento delle popolazioni e la sopravvivenza della specie in un'epoca di grandi cambiamenti ambientali.

Tutto ciò che gli organismi sono – il loro 'fenotipo' – dalla fisiologia, alla morfologia, al comportamento, dipende dai condizionamenti ambientali e dal substrato genetico. Lo studio del controllo genetico del fenotipo è da sempre limitato dalla mancanza di conoscenza dettagliata del genoma, il libro della vita che contiene l'informazione genetica, codificata nel DNA.

La nostra capacità di 'assemblare' i genomi, ossia di ricostruire l'intera informazione genetica su ciascun cromosoma senza lacune e senza errori, ha avuto una svolta quest'anno con l'avvento e il perfezionamento di una tecnica che consente di visualizzare singole molecole di DNA mentre scorrono all'interno di veri e propri canali di silicone di dimensione nanometrica. Sfruttando questo approccio, sviluppato dall'azienda californiana Bionano Genomics e disponibile presso il Functional Genomics Center di Zurigo, e combinandolo con la tecnologia delle read lunghe di Pacific Biosciences, la ricerca sulla rondine ha consentito di produrre un assemblaggio del genoma di qualità senza precedenti per una specie selvatica e per molti aspetti comparabile a quella del genoma umano e del topo.

Il progetto che ha condotto all'identificazione del genoma della rondine si è svolto nell'ambito del Vertebrate Genomes Project, un colossale sforzo internazionale finalizzato al sequenziamento, nei prossimi anni, del genoma di tutte le oltre 66 mila specie di vertebrati viventi. Il risultato del progetto sarà una vera e propria arca genomica, contenente l'informazione genetica di tutte le specie di vertebrati, molte delle quali in declino o in via di estinzione. Di questo progetto fanno parte diversi importanti centri di ricerca nel mondo, tra cui il Vertebrate Genome Laboratory (VGL), della Rockefeller University di New York, e il Wellcome Sanger Institute in Inghilterra e, per l'Italia, l'Università degli Studi di Milano, sotto il coordinamento di Giulio Formenti e Nicola Saino. 

Alla ricerca hanno contribuito Luca Gianfranceschi (dipartimento di Bioscienze, Università degli Studi di Milano), Luca Canova (dipartimento di Chimica, Università degli Studi di Pavia), Andrea Bonisoli-Alquati (California State Polytechnic University, Pomona, CA), Lucy Poveda (Functional Genomics Center, Zurich) e Kees-Jan Francoijs (Bionano Genomics).

Il progetto genoma della rondine e gli studi sulle sue popolazioni coinvolgeranno le scuole superiori del territorio: tra queste, l'I.I.S Cesaris di Casalpusterlengo (Lodi), i cui studenti, nell'ambito dei tirocini Scuola-Lavoro, parteciperanno ai censimenti delle rondini nel lodigiano.