In futuro, la ricerca sulla nutrizione si concentrerà sempre più sul modo in cui la nostra alimentazione condiziona i nostri geni. Alimenti più sicuri e nutrienti, nuove cure mediche e metodi innovativi per aiutare a salvaguardare l'ambiente: questi sono solo alcuni dei potenziali vantaggi attesi da questa ricerca.

La ricerca genetica può essere applicata al campo della nutrizione in molti modi, sia per aumentare il valore nutritivo degli alimenti, sia per trovare il modo di ridurre il rischio di contrarre alcune malattie, sia per identificare le diete ottimali per mantenersi in buona salute. Con l’arrivo della prima “bozza” della mappatura del genoma umano, si è aperto un nuovo capitolo nella comprensione della salute e della nutrizione umana.

Nel febbraio del 2000, due gruppi indipendenti di ricercatori hanno lottato contro il tempo per pubblicare simultaneamente le loro scoperte su due tra le riviste più prestigiose del mondo, la britannica “Nature” e l’americana “Science”. La prima “bozza” della mappa del genoma umano era stata svelata. Un’incredibile conquista se si considera che la sequenza completa del genoma umano è composta da 3,2 miliardi di lettere ed è talmente enorme da poter essere pubblicata solo su Internet. Si è calcolato che ci vorrebbero oltre 75.000 pagine di giornale solo per pubblicare la sequenza completa! La ricerca sul genoma umano ha richiesto una comprensione approfondita della funzione e della riproduzione delle cellule. Per aiutare coloro che non hanno familiarità con lo studio della genetica a comprendere i fondamenti di questa scienza, i seguenti paragrafi ripercorrono brevemente e in modo semplice la struttura e la funzione dei vari aspetti del genoma umano.

Il genoma è composto dalla combinazione di quattro basi ed ognuna è accoppiata ad una compagna posizionata sulla parte opposta della catena (la spirale a doppia elica che rappresenta la struttura del DNA). L’adenina (A) è accoppiata alla timina (T) e la guanina (G) alla citosina (C). Tutte le informazioni necessarie al funzionamento o alla riproduzione di una cellula sono racchiuse nella sequenza formata da queste quattro basi. Questa sequenza viene ripetuta milioni e persino miliardi di volte nell’intero genoma. Ogni forma di vita su questo pianeta utilizza questo stesso linguaggio e, di conseguenza, lo specifico ordine delle basi - adenina, timina, guanina e citosina - è importante perché determina, ad esempio, la differenza tra un essere umano e un verme. In altre parole, è la sequenza delle basi a determinare le differenze tra gli organismi viventi. La sequenza del DNA racchiude il segreto di ogni forma di vita, dai batteri all’uomo, e, ora, la scienza ha la capacità di decodificare questi libri della vita chiamati genomi.

CAPIRE IL DNA

Le cellule sono le unità fondamentali di tutti i sistemi viventi e tutte le informazioni o istruzioni necessarie per dirigere l’attività cellulare si trovano in una sostanza definita acido desossiribonucleico (DNA). Il DNA si trova nel nucleo della cellula. Nell’uomo e in tutti gli animali evoluti, una molecola di DNA è composta da due filamenti di DNA intrecciati l’uno intorno all’altro formando la caratteristica struttura a doppia elica. Immaginiamone la struttura come una sorta di lunghissima scala a chiocciola: i lati sono formati da molecole di zuccheri (desossiribosio) mentre i pioli sono formati da composti chimici dette basi.

Genoma - il DNA completo

Il genoma è l’insieme di tutte le molecole del DNA presenti in un organismo, comprese quelle dei geni (il gene è una sotto-unità del DNA che determina le caratteristiche ereditarie di un individuo, come, ad esempio, il colore degli occhi). Le dimensioni del genoma variano in base alla sua origine. Per esempio, il genoma più piccolo che si conosca proviene da un batterio ed ha 600.000 paia di basi di DNA. Il genoma umano ha circa 3 miliardi di paia di basi. Nonostante sia molta l’attenzione rivolta ai geni, sono in realtà le proteine della cellula a fare tutto il lavoro. I geni contengono le informazioni che permettono alla cellula di produrre le proteine. In cambio, le proteine determinano tutta una serie di caratteristiche come l’aspetto, il funzionamento e persino il comportamento dell’organismo.

Il futuro

Gli scienziati che si avvarranno delle scoperte del Progetto Genoma Umano (Human Genome Project, progetto internazionale nato nell’ottobre del 1990) potranno, alla fine, giungere alla comprensione della funzione dei geni umani e delle leggi che ne determinano l’attivazione e l’inattivazione. Questa conoscenza fornirà loro le informazioni su come i geni e i nutrienti interagiscono e gli effetti delle differenze genetiche individuali su dieta e nutrizione. Per esempio, è ancora sconosciuto in che modo alcuni nutrienti quali il latte, la frutta e la verdura riescano a generare cambiamenti positivi sul metabolismo. La ricerca può aiutare a individuare questi effetti e a capire perché certi ingredienti e alimenti apportano benefici effetti sulla salute. Allo stesso modo, le basi genetiche che determinano il modo differente con cui alcuni individui reagiscono a particolari alimenti e nutrienti possono essere individuati e utilizzati nella prescrizione di alimenti e diete in grado di portare un maggior beneficio ad ogni individuo. Lo studio delle interazioni tra geni e nutrienti fornirà nuove informazioni utili a scoprire molecole aventi un preciso significato biologico per la diagnosi precoce di diverse malattie, e quindi per prevenirle, individuando i geni sensibili ad interventi di carattere nutritivo. Il prossimo numero di Food Today si occuperà in modo più approfondito delle implicazioni che questa ricerca avrà sui progressi futuri nel campo della salute e della nutrizione.

RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI

• The Human Genome, Science, 291; 5507, Feb 16, 2001
• Primer on Molecular Genetics, United States Department of Energy, 2001
• United States Department of Energy, Human Genome Project www.ornl.gov/hgmis
• European Parliament and Council Directive 98/44/EC, 6 July 1998. Official Journal L213, 30-7-98.
• Roberts MA, Mutch DM and German JB. Genomics: food and nutrition. Current Opinion in Biotechnology 2001,12:516-522

FOOD TODAY 09/2002