Vol. 2° -  XVIII.8.8.

Le tappe del sequenziamento del genoma umano

1900 - Riscoperta delle leggi della trasmissione ereditaria dei caratteri, che Mendel aveva pubblicato nel 1865 e che avevano come assunto l'esistenza di fattori discreti, elementen, i geni, che determinano i caratteri e che si trasmettono da una generazione all'altra.

1902 - Walter S. Sutton ipotizza che i fattori mendeliani, i geni, siano localizzati sui cromosomi. Archibald Garrod dimostra l'ereditarietà mendeliana di alcuni disturbi metabolici, che attribuisce a errori innati e che lo portano a ipotizzare che i fattori mendeliani controllino le reazioni biochimiche.

1910-1911 - Thomas Hunt Morgan inizia a mappare i geni sui cromosomi del moscerino della frutta Drosophila melanogaster sulla base del principio che quando due geni sono vicini sul cromosoma possono essere ereditati insieme: attraverso il confronto tra l'ereditarietà delle regioni cromosomiche e quella dei caratteri o delle malattie genetiche specifiche si possono localizzare i geni e costruire delle mappe di associazione genetica.

1944 - Oswald T. Avery Colin MacLeod e Maclyn McCarty stabiliscono che il DNA è il materiale ereditario.

1953 - James Watson e Francis Crick propongono la struttura a doppia elica per il DNA, che prevede l'accoppiamento complementare tra le 4 basi nucleotidiche A:T; G:C.

1956 - Viene stabilito che il patrimonio cromosomico completo dell'uomo è di 46 cromosomi.

1961-1966 - Viene decifrato il codice genetico, ovvero stabilito il rapporto tra le 64 triplette possibili a partire dalle 4 basi nucleotidiche del DNA, e i 20 aminoacidi che formano le proteine.

1967 - Mary Weiss e Howard Green introducono la tecnica dell'ibridazione delle cellule somatiche che rende più agevole la mappatura dei geni umani.

1972 - Paul Berg  costruisce la prima molecola DNA ricombinante in vitro utilizzando gli enzimi di restrizione. Vengono realizzati con successo i primi esperimenti di clonazione del DNA.

1973 - Stanley Cohen, Annie Chang e Herbert Boyer costruiscono il primo batterio ricombinante. Si tiene la prima conferenza sulla mappatura dei geni umani.

1974 - Cohen e Boyer ottengono l'espressione di un gene estraneo trapiantato in un batterio con la tecnica del DNA ricombinante.

1975 - Si tiene la conferenza di Asilomar che propone una moratoria sugli esperimenti con il DNA ricombinante in assenza di linee guida per la sicurezza delle manipolazioni genetiche.

1977 - Per la prima volta un gene umano viene ricombinato e inserito in un batterio per clonare una proteina, la somatostatina. Fred Sanger, già premio Nobel come inventore del metodo per sequenziare le proteine, sviluppa un metodo nuovo ed efficiente per sequenziare il DNA (contemporaneamente Walter Gilbert e Allan Maxam inventano un metodo analogo).

1978 - Boyer costruisce una versione sintetica del gene dell'insulina e lo inserisce in un batterio. La Genentech, fondata nel 1976 dallo stesso Boyer insieme a Swanson, otterrà il permesso di commercializzare l'insulina prodotta per ingegneria genetica nel 1982 e quindi il brevetto.

1978-1980 - Vengono sviluppate nuove tecniche basate sull'ibridazione molecolare e l'utilizzazione come marcatori delle variazioni individuali del DNA per mappare fisicamente i geni e le sequenze geniche sui cromosomi. Grazie alle nuove tecniche e alla collaborazione internazionale tra i mappatori, i geni mappati passano da 579 nel 1981 a 1.879 nel 1991: tra questi vengono mappati il gene della corea di Huntington (1983), il gene per la distrofia muscolare (1987) e il gene per la fibrosi cistica (1989).

1980 - Viene concesso il primo brevetto su una forma di vita geneticamente modificata, un microrganismo che si nutre di petrolio. Kary Mullis inventa la tecnica della PCR  che consente di moltiplicare in vitro le sequenze di DNA.

1981 - Viene prodotto il primo animale transgenico.

1983 - Viene inventato il primo sequenziatore automatico.

1986 - Viene proposto da diversi biologi molecolari, tra cui Renato Dulbecco, di sequenziare completamente il genoma umano.

1988 - Viene concesso il brevetto per un topo transgenico altamente suscettibile al tumore del seno.

1989 - Viene creato il National Center for Human Genome Research (NCHGR), guidato da James Watson per mappare e sequenziare tutto il DNA umano entro il 2005 con un costo di 3 miliardi di dollari. Il progetto viene formalmente varato il 1° ottobre 1990.

1992 - Craig Venter crea l'Institute for Genomics Research.

1993 - Francis Collins assume la direzione del National Human Genome Research Institute (ex NCHGR).

1995 - Viene pubblicata la prima sequenza completa del genoma di un organismo vivente diverso da un virus, il batterio Haemophilus influenzae. Il risultato è stato ottenuto da Craig Venter applicando una nuova tecnica, whole genome shotgun, che consiste nel frammentare l'intero genoma, sequenziare automaticamente i pezzi e quindi ricostruirne l'ordine attraverso potenti algoritmi di calcolo. Viene inventata da James Sikela una nuova tecnica per mappare i geni, una specie di codice a barre, che consiste di sequenze definite e uniche tali per cui possono essere facilmente localizzate sui cromosomi insieme al gene da cui sono state prodotte.

1996 - Viene riportato il sequenziamento completo del primo organismo complesso, il lievito Saccharomyces cerevisiae.

1997 - Viene costruito il primo cromosoma umano artificiale e annunciata la clonazione di un mammifero, Dolly .

1998 - Viene pubblicata una prima bozza della mappa del genoma umano, che mostra la localizzazione di più di 30.000 geni. Viene pubblicata la sequenza completa del primo genoma di un animale, il verme Caenorhabditis elegans. Venter e la Perkin Elmer Corporation fondano la Celera Genomics con l'intento di sequenziare tutto il genoma umano in tre anni con il metodo del whole genome shotgun.

2000 - Viene pubblicata la sequenza completa del genoma di Drosophila melanogaster e viene annunciato dalla Celera Genomics il sequenziamento di tutte le basi nucleotidiche del DNA umano con il metodo whole genome shotgun.

Fig. XVIII. 8 – Dolly, il primo animale clonato da una cellula adulta, in compagnia del suo agnellino Bonnie. Dolly fu clonata nel 1997 - presso il Roslin Institute di Edimburgo - con tecniche di micromanipolazione attraverso un trasferimento nucleare, che ha richiesto l’introduzione di una cellula mammaria all’interno di una cellula uovo enucleata e non fecondata. Nata il 5 luglio 1996, Dolly è morta per infezione polmonare il 14 febbraio 2003. I suoi resti impagliati si trovano al Royal Museum di Edimburgo. Gli scienziati avevano annunciato la sua nascita solo l'anno successivo, il 22 febbraio 1997.