Il Museo Nazionale preistorico etnografico e delle Civiltà Pigorini (MUCIV) a Roma e il Laboratorio di Antropologia Molecolare e Paleogenetica del Dipartimento di Biologia dell’Università di Firenze (UniFI)
Cosa hanno in comune queste due strutture? Ebbene nel Museo Pigorini di Roma, è stata inaugurata il 18 dicembre 2025 una sala dedicata alla Grotta Guattari scoperta nel 1939 nella zona del Circeo vicino a Latina.
In questa grande grotta rimasta sepolta per 50.000 anni, sono stati rinvenuti i resti di uomini di Neanderthal insieme ad animali di quel periodo tra cui delle iene, che dopo l’abbandono del sito da parte di questi uomini preistorici, lo hanno utilizzato come tana portandovi all’interno carcasse di ogni tipo, tra cui cervi, elefanti, cinghiali, uri di cui poi si nutrivano.
Tutti reperti che ora sono ospitati in questa suggestiva ed immersiva sala del museo che si trova nella zona dell’Eur.
Studio del DNA dei reperti: il Laboratorio di Firenze
Per cercare di studiare il DNA dei reperti trovati, è stato interpellato il Laboratorio di Antropologia Molecolare e Paleogenetica di Firenze, specializzato nello studio del DNA antico (aDNA) estratto da reperti scheletrici umani e da altri materiali archeologici.
Eccellenza nella ricerca sull’evoluzione umana, il laboratorio gestisce l’intero processo dalla manipolazione dei reperti attraverso il sequenziamento NGS o Next Generation Sequencing.
Si tratta di una tecnologia avanzata di analisi molecolare che permette di sequenziare milioni di frammenti di DNA o RNA in parallelo, analizzando simultaneamente numerose molecole attraverso un processo molto veloce.
L’attività di ricerca passa per la caratterizzazione genetica dei resti antichi, necessario per comprendere l’evoluzione, la struttura biologica e lo stile di vita delle popolazioni passate, nonché lo studio sulle specie animali domestiche.
Il laboratorio copre l’intero flusso di lavoro:
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dalla manipolazione dei reperti
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all’estrazione del DNA
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alla preparazione delle librerie genomiche
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fino all’analisi bioinformatica dei dati di sequenziamento dell’NGS
Situato presso il Dipartimento di Biologia di Firenze, la struttura opera in ambito interdisciplinare collaborando a progetti di conservazione e valorizzazione dei resti antropologici, oltre ad effettuare analisi in ambito forense.
Nel nostro caso, ha operato studiando i reperti neanderthaliani rinvenuti nella grotta Guattari.
Il laboratorio rappresenta un punto di riferimento in Italia per la paleogenomica, ovvero lo studio del DNA antico attraverso l’analisi dei resti umani che si sono conservati nel tempo.
Il DNA antico e la paleogenomica
Il DNA è una grande molecola che si trova all’interno delle cellule di tutti gli esseri viventi, è composto da quattro elementi di base chiamati nucleotidi denominati con le lettere: A, T, C, G.
La loro combinazione in sequenza costituisce il codice genetico di ogni individuo.
Il DNA antico (aDNA), viene estratto, processato e sequenziato a partire da una piccola quantità di materiale biologico trovato nei campioni antichi.
Il materiale genetico però è altamente frammentato e presenta dunque poca quantità per gli studi, così sono necessari dei laboratori specializzati, che seguono protocolli sperimentali e di analisi bioinformatica specifici per il DNA degradato, così da poterlo ricostruire.
I quattro passaggi dello studio del DNA
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Estrazione del DNA: liberato dalle cellule conservate in quantità molto piccole e del materiale biologico
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Preparazione delle librerie: ad ogni molecola di DNA vengono aggiunte delle etichette o adattatori
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Sequenziamento: tutti i frammenti di DNA vengono letti base per base e riordinati, come se fossero delle pagine di un libro strappato
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Analisi dei dati: si studia la variabilità genetica, si analizza la relazione di parentela, le patologie del passato e le caratteristiche fenotipiche
Uno dei principali problemi per lo studio del DNA antico però è la contaminazione da parte del DNA umano di origine moderna, ovvero di chi ci lavora a contatto.
L’impiego di laboratori dedicati esclusivamente a questo tipo di analisi prevede un uso specifico di vestiario che permette di limitare la contaminazione.
Analisi dei reperti: ossa, denti e tartaro
L’analisi del DNA può essere fatta su elementi ossei, come la rocca petrosa, elemento osseo prediletto per l’estrazione del DNA.
Si tratta di una porzione piramidale dell’osso temporale posto alla base del cranio, tra l’osso sfenoide e l’osso occipitale, che costituisce la parte endocranica dell’osso temporale. Questo grazie alla sua densità preserva meglio di altri reperti il materiale genetico.
Altre parti da cui può essere prelevato il DNA antico sono: i capelli e i peli, ma ancora meglio i sedimenti di tartaro dei denti o i denti stessi.
Attraverso la mineralizzazione della placca dentale sulle superfici dei denti e dunque del tartaro, è possibile fare un’analisi microbiotica.
Il tartaro è costituito interamente da materiale microbico (99,9%) e dunque conserva il DNA dei batteri della microbiota (insieme di microrganismi) orale e dei residui di cibo.
L’analisi del DNA dai sedimenti rappresenta una forma di informazione sugli ecosistemi del passato.
Con questo si può arrivare a studiare la distribuzione degli ominidi e di altre specie sulla terra, indipendentemente dai diversi scheletri rinvenuti.
Così micro frammenti di ossa e denti diventano una potenziale fonte di DNA sedimentario. Un’altra risorsa deriva dai tessuti in decomposizioni e dalle feci.
Il DNA può essere d’aiuto anche per studiare le malattie dell’antichità, comprenderne la prevalenza, la rilevanza e l’impatto, insieme alla loro evoluzione nel tempo.
Dunque anche un utile ricerca sui batteri e sui virus patogeni responsabili di malattie, come nel caso della Yersina Pestis per la peste e il Mycrobacterium Tubercolosis per la tubercolosi.
Fenotipizzazione, paleogenomica e caratterizzazione individuale
Il processo di misurazione e analisi dei tratti fisici, biochimici e comportamentali di un organismo derivanti dall’interazione tra il suo genotipo e l’ambiente, è nota come fenotipizzazione del DNA o analisi dei tratti fenotipici.
Il DNA antico ormai estinto, è studiato dalla paleogenomica, attraverso un approccio metagenomico, ovvero lo studio del DNA estratto dall’ambiente, come acqua, suolo ed intestino umano per poter gettare uno sguardo sui patogeni microbiotici e sulla dieta dei nostri avi.
La caratterizzazione individuale, è il processo di identificazione e analisi dei tratti unici (genetici, fenotipici o molecolari) che distinguono un singolo organismo dagli altri, anche all’interno della stessa specie.
Con questa si stimano le relazioni di parentela e i tratti fenotipici, indizi e organizzazioni sociali e genetici delle popolazioni, i fenomeni migratori e le dinamiche demografiche.
Insomma, un po’ complicato per i non addetti, ma assolutamente fondamentale per lo studio di realtà che non hanno lasciato tracce scritte.
Attraverso queste importanti ricerche è stato possibile ricostruire la storia dell’uomo e del mondo che lo circonda.
Ora, se l’istituto fiorentino ha operato in tal senso, utilizzando queste complicate operazioni che possono essere esposte solo attraverso una terminologia complessa e specifica; il museo romano permette di capire il lavoro eseguito dal laboratorio, attraverso in linguaggio semplificato che utilizza illustrazioni, proiezioni, reperti, pannelli integrativi, raffigurazioni e stazioni multimediali.
Questa collaborazione ha permesso di ricostruire le vicende degli ominidi neanderthaliani e renderle fruibili al visitatore del museo.
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