Il prof. Daniele Ghezzi (Università di Milano) con il suo gruppo di ricerca presso l’Istituto Neurologico Carlo Besta, parte del Centro Fondazione Mariani per le Malattie mitocondriali pediatriche, è tra i pionieri nell’applicazione del sequenziamento long reads per lo studio del DNA mitocondriale. Il team ha sviluppato protocolli innovativi per identificare macrodelezioni e varianti strutturali, migliorando la comprensione delle basi genetiche delle malattie mitocondriali (Frascarelli et al. 2023 Frontiers in Genetics; Barresi et al. 2025 BioTech).
Negli ultimi anni, il sequenziamento di terza generazione o long reads ha rivoluzionato l’analisi del DNA mitocondriale, permettendo di identificare con maggiore precisione le alterazioni strutturali del genoma mitocondriale. Questa tecnologia consente di ottenere sequenze di DNA molto lunghe, superando i limiti delle tecniche tradizionali basate su short reads, che spesso non riescono a catturare le complesse riorganizzazioni del DNA mitocondriale.
Il DNA mitocondriale è una piccola molecola circolare presente in molte copie all’interno delle cellule. Le mutazioni in questo DNA possono causare diverse patologie, tra cui malattie neurologiche e cardio-miopatie. Il sequenziamento long reads permette di: identificare riarrangiamenti complessi e delezioni su larga scala; rilevare la eteroplasmia, ovvero la coesistenza di varianti genetiche diverse all’interno della stessa cellula; migliorare la diagnosi genetica di malattie mitocondriali, fornendo informazioni più dettagliate rispetto alle tecniche tradizionali.
Uno studio appena pubblicato dal prof. Ghezzi e dal suo team sulla rivista Mitochondrion (Lopriore et al. 2025), condotto in collaborazione coi colleghi dell’Università di Pisa, ha dimostrato l’efficacia del sequenziamento long reads nell’analisi di una famiglia affetta da cardiomiopatia dilatativa, diabete e perdita dell’udito. Grazie a questa tecnologia, i ricercatori hanno identificato una duplicazione del DNA mitocondriale, alterazione genetica precedentemente non riconosciuta con le analisi tradizionali.
Questo studio ha evidenziato come grandi alterazioni strutturali del DNA mitocondriale possano essere trasmesse tra generazioni, aprendo nuove prospettive nella diagnosi e nella ricerca sulle malattie mitocondriali. Il sequenziamento long reads rappresenta quindi una svolta nell’analisi del DNA mitocondriale, permettendo di identificare mutazioni e riarrangiamenti genetici con una precisione senza precedenti.
Si ringrazia per il contributo il prof. Daniele Ghezzi dell’Università di Milano e la dr.ssa Valeria Tiranti della Fondazione IRCCS Istituto Neurologico Besta
