Con il trapano in cerca di storia

Il rumore del trapano non si sente quasi. Gli spessi vetri lasciano sbirciare all’interno del laboratorio, ma bloccano i suoni. Però lo sforzo con cui la biologa Valentina Coia preme la punta rotante sul cranio ingiallito è evidente. I visitatori non posso accedere al locale per non contaminare i reperti. Coia è scafandrata con tuta di protezione, guanti e mascherina sterili. Fa un cenno di saluto dietro gli occhiali protettivi ed esce dal laboratorio massaggiandosi il braccio destro: “È più faticoso di quello che sembra. L’osso temporale del cranio è molto duro da perforare, ma che ci vuoi fare: è lì che troviamo il DNA migliore!”

Il DNA che Coia va cercando nei laboratori di Eurac Research, dopo anni passati alla Sapienza di Roma e all’Università di Trento, è DNA antico: DNA di scheletri vecchi centinaia di anni, degradato da alterazioni chimiche post-mortem e contaminato nel tempo dal DNA di batteri di animali, piante e altri esseri umani. Qui le cose non funzionano come nei kit venduti online per scoprire da dove arrivano i nostri avi con una goccia di saliva. Isolare una quantità di DNA endogeno – cioè proprio dell’individuo –  sufficiente per l’analisi è tutt’altro che semplice.

Il DNA antico si estrae da denti, femori e tibie. Però, quando disponibile, la parte più promettente è l’osso temporale. Anzi, per essere più precisi la parte dell’osso temporale che si chiama rocca petrosa. Protuberanza all’interno della scatola cranica, la rocca petrosa è l’osso più duro e resistente del corpo. Serve a proteggere gli organi nervosi dell’udito e dell’equilibrio, si sviluppa completamente già prima della nascita e cambia poco nel corso della vita. È dunque una valida cassaforte per il nostro DNA anche nel corso dei secoli.

Le colleghe che ricevono i resti umani dai siti di scavo archeologici e li analizzano dal punto di vista morfologico spesso consegnano a Coia rocche petrose già separate dal cranio. Se invece sono ancora ancorate alla scatola cranica la ricercatrice, infilando la mano dalla base del cranio, individua a tentoni il punto sporgente sul lato interno e pratica in corrispondenza un foro di pochi millimetri, profondo circa un centimetro. Possono volerci fino a 20 minuti per campione e non è detto che basti per estrarre quei 100-200 milligrammi di polvere ossea necessari. “Mi è capitato di dover ripetere l’operazione sullo stesso individuo perché il campione si è rivelato contaminato o i risultati non mi soddisfacevano”, racconta Coia. “Ci vuole davvero molta pazienza”.

Dalla polvere di ossa prelevata Coia estrae il DNA e sequenza il genoma usando la più moderna tecnica del Next Generation Sequencing. I software di bioinformatica le servono prima di tutto per ripulire i dati genetici grezzi dalle informazioni inutili o di scarsa qualità. Milioni di letture ad altissima velocità mettono poi in fila i frammenti di DNA rimasti secondo la sequenza di riferimento standard del genoma umano. Il DNA non umano viene spazzato via e si stima l’eventuale contaminazione di DNA umano moderno, cioè non appartenente all’individuo analizzato; in genere entro il 5 per cento di contaminazione il campione è affidabile. Una volta che i dati sono lì, ripuliti e ordinati, comincia il bello. Gli scienziati vi cercano risposte.