Il Trinity College di Dublino, in collaborazione con il Centro studi EURAC di Bolzano, ha analizzato le pelli degli indumenti indossati da Ötzi, la mummia del Similaun, nel venticinquesimo anniversario del suo ritrovamento.

La mummia di Ötzi, ritrovata nel 1991 nella zona del Giogo di Tisa in Val Senales, è una delle più studiate al mondo per il suo particolare processo di mummificazione naturale e la presenza di abiti e oggetti. Ötzi visse durante l'Età del Rame e, probabilmente, era un cacciatore appartenente a una cultura agro-pastorale.

Recentemente grazie al sequenziamento e alle analisi del DNA mitocondriale, è stato possibile determinare a quali animali appartenessero le pelli cucite insieme per produrre i suoi indumenti.

A occuparsi del progetto è stata anche Valeria Mattiangeli. Milanese di origine, ha studiato biologia con una tesi sul comportamento dei daini e ha conseguito un dottorato in genetica delle popolazioni, finanziato dall’Unione Europea. Oggi lavora presso il Laboratorio di genetica molecolare del Trinity College di Dublino, laboratorio specializzato nello studio del DNA antico.

La ricercatrice si è resa disponibile a "incontrare" in videoconferenza gli studenti della 5°A (sezione di potenziamento scientifico) del liceo classico Tito Livio di Milano per illustrare come si è svolta l'analisi e quali sono stati i risultati ottenuti.

Com'è possibile studiare il DNA di un reperto di oltre 5000 anni?
Il DNA antico, frammentato e corto a causa della degradazione a cui è soggetto nel corso del tempo, viene integrato e amplificato tramite avanzate tecniche di sequenziamento, in modo tale da poter ottenere un genoma il più completo possibile.

Come si possono identificare gli animali da cui furono ricavate le pelli?
E’ necessario prelevare dalle pelli campioni biologici da cui estrarre il DNA, che viene poi comparato, tramite processi di allineamento, a genomi di varie specie animali presenti nelle banche dati del DNA, al fine di determinare la specie di appartenenza.

Perché è stato utilizzato il DNA mitocondriale e non quello nucleare?
A causa della degradazione naturale dovuta al trascorrere del tempo non sempre è possibile utilizzare il DNA nucleare, che permetterebbe di ottenere un maggior numero di informazioni. Il processo di ricostruzione del genoma attraverso il DNA mitocondriale risulta più semplice in quanto esso, oltre a essere presente in più copie (in una cellula sono presenti più mitocondri, mentre il nucleo è uno solo), è molto più corto.

Quanto tempo richiede uno studio di questo tipo, dalla raccolta del campione al sequenziamento?
Durante le analisi, il rischio di contaminazione del DNA è molto alto, perciò è necessario dedicare parte del tempo alla pulizia degli strumenti e a ricoprire ogni parte del corpo del ricercatore con appositi indumenti. Ogni campione va fotografato e classificato, affinché ne rimanga traccia anche dopo l'utilizzo. La fase di estrazione del DNA richiede circa tre giorni [A1]. Invece la macchina di sequenziamento è molto più rapida e impiega “solo” otto ore a svolgere il lavoro [A2]. Una volta ottenuta la sequenza del DNA, questa va allineata o confrontata con altre sequenze di riferimento per determinarne la provenienza.

Quali sono stati i risultati delle vostre analisi?
Le analisi hanno evidenziato che per gli indumenti erano state utilizzate pelli di cinque animali diversi: alcuni domestici come vitello, capra e pecora, altri selvatici come capriolo e orso. Ad esempio, i gambali erano costituiti da pelli di capra e pecora cucite insieme; il cappello, di pelle di orso; la faretra, di pelle di capriolo. Tutte le pelli, cucite insieme con maestria con tendini di animali e fili d'erba, erano state trattate con grassi animali per la concia.

E se gli indumenti di Ötzi fossero stati realizzati con la pelle di un animale estinto, come lo avreste identificato?
E’ possibile comparare il DNA sequenziato con quello di un animale estinto se quest’ultimo è presente in una banca dati del DNA. Altrimenti si può ipotizzare quale fosse la sequenza del genoma di un organismo di cui non esistono più esemplari, partendo da alcuni frammenti e allineandoli con quelli dell’animale più vicino dal punto di vista filogenetico.

Gli studi sugli indumenti di Ötzi ci dicono che apparteneva a una comunità di cacciatori esperti: le pelli utilizzate per realizzare la faretra e il cappello, infatti, appartengono ad animali di due specie selvatiche difficili da cacciare. Inoltre, in base alle informazioni ottenute sugli animali cacciati è possibile formulare ipotesi sui territori di provenienza e sullo stile di vita della comunità di cacciatori.

L'uomo venuto dal ghiaccio si dimostra ogni giorno una fonte inesauribile di conoscenze e informazioni: attraverso lo studio di Ötzi dialoghiamo col passato proiettandoci verso il futuro.

[A1] Una volta estratto il DNA va “preparato per il sequenziamento (library prep) e questo procedimento richiede 1-2 giorni.
[A2] Nel caso specifico di Ötzi è stato usato un sequenziatore “rapido” che ha prodotto dati (circa 20milioni di sequenze di 65bp) in 8 ore. Questo va bene per il mtDNA. Quando però si usa il DNA nucleare sono necessarie molte più sequenze. Si usano quindi sequenziatori più potenti gestiti da società. In quel caso si ottengono 200 milioni di sequenze di circa 100bp e ci mettono anche 3-4 settimane. Se si pensa che i nostri campioni contengono solo una percentuale di DNA endogeno (cioè del campione, il resto è contaminazione) che può variare da 0.1 a 70%. Fate un po’ voi i conti di quant sequenze di 100bp ci vogliono per avere tutto il genoma umano sequenziato. Tenendo conto che per essere sicuri nel caso di varianti (cambio di nucleotide) si cerca di avere più sequenze allineate allo stesso punto!