Scrivono di noi, dalla summer school alla redazione di Sapere

Arianna Semenzato e Saverio Gardellin, studenti del Liceo Classico Europeo “Marco Foscarini” di Venezia, hanno partecipato alla passata edizione della Summer School sulle scienze della vita, promossa da Fondazione Golinelli.
A pag 38 del bimestrale “Sapere” l’articolo in cui raccontano della loro esperienza. Lo riportiamo qui:

“Tra il 18 e il 23 luglio 2017 abbiamo partecipato alla summer school organizzata dalla Fondazione Golinelli, che si tiene ogni estate da qualche anno all’Opificio Golinelli di Bologna. Quest’attività estiva, rivolta a studenti tra il terzo e il quinto anno delle scuole superiori di tutta Italia, consiste in un corso in ambito scientifico della durata di una settimana, improntato sul lavoro pratico in laboratorio, coniugato con lezioni teoriche dove vengono date le basi di quanto si fa in laboratorio, e sull’utilizzo di tecniche di biotecnologia, biochimica, biologia molecolare e genetica. “Alla ricerca dell’OGM”: era questo il titolo del nostro corso, il cui tema centrale erano appunto gli organismi modificati tramite tecniche di ingegneria genetica, e in particolare la ricerca di questi all’interno di alimenti tramite analisi di laboratorio. Come ci è stato spiegato, esistono due metodi per ricercare la presenza di OGM: analizzare il DNA contenuto nell’alimento oppure analizzarne le proteine, riscontrando l’eventuale presenza di protidi “estranei”, codificati e prodotti da geni inseriti artificialmente. Noi abbiamo effettuato l’analisi del DNA, che prevede due fasi: il processo di estrazione del DNA da campioni alimentari e quello di analisi vera e propria.
L’estrazione, nel nostro caso da farina di soia, deve consentire di avere DNA il più puro possibile, affinché esso sia analizzabile: si basa quindi sull’eliminazione di tutte le altre strutture e macromolecole presenti nelle cellule, come le membrane cellulari e nucleari, i polisaccaridi, le proteine e le glicoproteine. Il primo passo è stato quindi aggiungere al nostro campione un pr20151023_164644__GBX7686eparato a base di acqua, bromuro di cetil- trimetilammonio (CTAB), NaCl (sale da cucina), acido etilendiamminotetraacetico (EDTA), e tris(idrossimetil) amminometano cloridrato (TRIS-HCl). Il CTAB è un sale che solubilizza le membrane cellulari composte da fosfolipidi: grazie alla sua struttura, esso si organizza in aggregati di molecole, detti micelle, che spezzano le membrane e impediscono loro di riaggregarsi. Il CTAB inoltre denatura le glicoproteine e i polisaccaridi, legandosi alle cariche negative presenti nelle loro strutture tramite le cariche positive della sua “testa”. L’intero processo è favorito da un’alta concentrazione di NaCl. L’EDTA invece agisce da conservante del DNA: grazie alle cariche negative dovute alla sua struttura con quattro gruppi carbossilici (COOH) e due atomi di azoto, agisce da chelante sui cationi metallici, i quali, se ”liberi”, attiverebbero degli enzimi che distruggerebbero il DNA. Invece il TRISHCl, basico, funge da tampone per mantenere il pH della soluzione fisso circa a 7,5, cioè quello delle cellule umane. In ambiente lievemente basico, infatti, il DNA rimane deprotonato, e cioè perde ioni H+, diventando più stabile. In seguito, abbiamo effettuato altri passaggi per denaturare le proteine, tra cui anche quelle che, legate al DNA, costituiscono la cromatina: abbiamo portato il preparato a 95 °C e abbiamo aggiunto un agente caotropico che, insieme all’acqua, spezza i legami peptidici delle proteine.
Infine, abbiamo purificato il DNA con centrifughe, lavaggi in alcoli quali etanolo e isopropanolo, in cui il DNA è insolubile e tende a precipitare, fino ad arrivare a un prodotto analizzabile.
Il DNA così ottenuto però non è ancora pronto: è stato necessario procedere con la PCR, ovvero la reazione a catena della polimerasi, che consente l’amplificazione di specifici segmenti di DNA, facilitando quindi l’analisi.
Il segmento da noi ricercato era il P35S, una sequenza genica molto usata nell’ingegneria genetica.
Questo segmento appartiene al virus a mosaico del cavolfiore: esso permette al virus di introdursi nel DNA dei vegetali, e per questa sua capacità viene utilizzato come vettore per inserire delle sequenze di DNA all’interno del patrimonio genetico di un organismo. Questo non è ovviamente il solo metodo possibile per ottenere OGM, ma l’unico alimento geneticamente modificato in commercio in Italia è la soia Roundup Ready, realizzata proprio tramite l’utilizzo di tale
promotore. Abbiamo aggiunto al campione di DNA una soluzione contenente: un tampone chimico; nucleotidi, necessari per costruire le copie del DNA; taq polimerasi, un tipo di polimerasi resistente alle alte temperature necessarie alla PCR; primer, brevi sequenze di una decina di nucleotidi complementari alla parte iniziale e a quella finale della sequenza bersaglio (identificando i punti di inizio e di fine della sezione da moltiplicare, indicano dove la taq polimerasi deve
iniziare e finire di operare). Per far avvenire la PCR, il campione di DNA viene inserito nel termociclatore, una macchina che provoca vari cicli di cambiamenti di temperatura che stimolano la reazione a catena. In ogni ciclo il numero dei filamenti di DNA raddoppia, per cui, dopo 20 cicli, avremmo più di un milione di copie della nostra sequenza bersaglio, nel caso in cui i primer fossero riusciti a individuarla. Ciò naturalmente non avverrebbe se il campione di alimento analizzato non contenesse OGM.
Per provare la presenza del promotore quindi è stato sufficiente verificare che la PCR fosse avvenuta, e per fare ciò abbiamo svolto l’analisi tramite elettroforesi. Dopo aver aggiunto un marcatore del DNA al nostro prodotto, che lo rende visibile se esposto a raggi UV, abbiamo inserito i campioni in fogli di gel di agarosio, che, stimolati elettricamente, sono stati percorsi dal DNA, dal polo negativo verso quello positivo. Nel gel oltre ai nostri campioni abbiamo inserito una soluzione in cui erano presenti sequenze di DNA composte da 100, 200, 300, 400 e 500 bp (coppie di basi) in modo che fungessero da scala. Il gel ha infatti la funzione di un setaccio: a seconda del numero di basi da cui sono composti, i filamenti di DNA si muovono più o meno velocemente, e, grazie alla “scala”, ci è stato possibile identificare P35S: sapendo che il promotore P35S è formato da 195 bp (coppie di basi), un’alta concentrazione di materiale a un’altezza di circa 200 bp della scala dimostrava la presenza della sequenza bersaglio, ovvero la presenza di OGM. Si è così conclusa la nostra esperienza alla summer school di Bologna. Il corso è stato per noi non solo davvero interessante, ma anche molto istruttivo: ci ha dato un assaggio di cosa significhi lavorare in un laboratorio di analisi dotato delle tecnologie più all’avanguardia. Bisogna anche dire che non sarebbe stata la bellissima esperienza che è stata senza la grande organizzazione e preparazione che c’è dietro a tutta questa attività, per la quale non possiamo far altro che ringraziare la Fondazione Golinelli. Se c’è una cosa che possiamo affermare con certezza è che sicuramente parteciperemo alla summer school anche il prossimo anno”. Arianna Semenzato e Saverio Gardellin

Autore: admin | 31 maggio 2018