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Isolating 500 cells


Measuring messenger RNA
Renato Dulbecco Scientist
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Another thing that we did was to analyse the genes that are expressed too little or too much in the breast tumour, in relation to normal mammary glands, these are human. Here the problem is this: in order to determine whether these are genes that are expressed too much or too little, what needs to be done is that you need to have a measurement of the functional activity of the genes and the expression of the genes and this measurement is the amount of messenger RNA, corresponding to the gene that is present in the cells. If a gene is very active, it produces more messenger RNA; if, however, it is inactive, it doesn't produce any; or if it is slightly active, it produces it in small quantities. In order to study this, there are two methods available. The most common and most used by everyone is the so-called 'Microarrays' method, i.e. there are glass or plastic quadrants onto which samples of different genes are either deposited or synthesised in such a way that it is possible to place virtually all human genes, of which there are approximately 30,000, or almost all, and therefore measure the activity essentially of the entire human genome. This method is very good from the point of view. It's quick, it produces rapid results, but it is flawed, all technology used to demonstrate, to measure the amount of messengers, is an approximate technology. So it is likely... almost certain that there will be errors in the valuation. The valuation is approximate, it's not an absolute valuation.

There is another method, however, that is much more precise called SAGE, these are the initials of four words. The importance of this method is this: you take the DNA, then, in effect, the messengers are isolated and the messengers are recognised from their sequence. Yes, therefore in fact what happens is this: all these messengers are isolated, then pieces of eight nucleotides are taken and these are all put together making long chains that are then sequenced and then the various messengers are recognised by the sequence. In this way, it is possible, because you count how many copies of this messenger exist, if there is one copy, two copies, ten copies, this depends... and errors are not possible with this method. The possibility of variation exists because when a gene functions, it isn't the case that there are always the same number of genes or messengers in all the cells. This varies. Statistics you know how, some a little more than others, some less than others, but on the whole, this is the most accurate method there is. It is a very slow and very difficult method, but we decided to use it.

Ma, invece, un'altra cosa che abbiamo fatto è quella di fare un'analisi dei geni che sono espressi troppo- poco o troppo nel tumore mammario, in relazione alle ghiandole mammarie normali. Queste sono umane, eh! Lì il problema è questo: per determinare se ci sono dei geni che sono troppo espressi o poco espressi, quello che bisogna fare, bisogna avere una misura dell'attività funzionale dei geni e dell'espressione dei geni e questa misura è la quantità di RNA messaggero, corrispondente a quel gene che è presente nelle cellule. Se un gene è molto attivo, produce più RNA messaggero; se invece, è inattivo, non ne produce niente; o se è poco attivo, ne produce in piccole quantità. Per studiare questo, ci sono due mezzi a disposizione. Quello più comune e più usato da tutti è il mezzo dei cosiddetti 'microarrays', cioè sono dei quadratini di vetro o di plastica, su cui vengono depositati o, a volte, sintetizzati dei campioni di geni diversi in maniera che adesso si possono mettere essenzialmente tutti i geni umani, che sono circa 30 mila, o quasi tutti, insomma, e perciò misurare l'attività essenzialmente di tutto il genoma umano. Questo metodo è molto buono dal punto di vista è veloce, produce risultati rapidi, però ha dei difetti, perché... tutta la tecnologia per dimostrare, misurare la quantità dei messaggeri, è una tecnologia un po' approssimativa, diciamo così. Per cui è probabile... quasi certamente ci sono degli errori nella valutazione insomma. La valutazione è approssimativa, non è una valutazione assoluta.

C'è un altro metodo, invece, che è molto più preciso e viene chiamato "S.A.G.E", sono le iniziali di quattro parole. L'importanza di questo metodo è questa, che si prende il DNA, poi, in effetti, si isolano i messaggeri e si riconoscono i messaggeri per la loro sequenza. Sì, infatti quello che succede è questo: si isolano tutti questi messaggeri, poi se ne prendono dei pezzi di otto nucleotidi e questi si mettono tutti insieme facendo dei lunghi cordoni, che poi vengono sequenziati e poi i vari messaggeri vengono riconosciuti dalla sequenza. In questo modo, è possibile, perché tu conti quante copie di questo messaggero esiste, se c'è una copia, due copie, dieci copie, così dipende... e questo metodo non ha possibilità di errore in questo campo. La possibilità di variazione esiste perché, quando un gene funziona, non è che in tutte le cellule ci sia sempre lo stesso numero di geni, di messaggeri. Questo varia la statistica, sai com'è, qualcuno un po' di più, qualcuno un po' di meno, ma insomma nell'insieme, questo è il metodo più accurato che ci sia. È un metodo molto lento e molto difficile, ma insomma però noi abbiamo deciso di usarlo.

The Italian biologist Renato Dulbecco (1914-2012) had early success isolating a mutant of the polio virus which was used to create a life-saving vaccine. Later in his career, he initiated the Human Genome Project and was jointly awarded the Nobel Prize in Physiology or Medicine in 1975 for furthering our understanding of cancer caused by viruses.

Listeners: Paola De Paoli Marchetti

Paola De Paoli Marchetti is a science journalist who graduated with an honours degree in foreign languages and literature from the University Ca’Foscari, Venice. She has been a science journalist since the 1960s and has been on the staff of the newspaper Il Sole 24 Ore since 1970. She was elected president of UGIS (Italian Association of Science Journalists) in 1984. She has been a Member of the Board of EUSJA (European Union of Science Journalists’ Associations, Strasbourg), and was its president in 1987-1988 and 1998-2000. In May 2000 she was unanimously elected president emeritus. She was a member of the National Council of Italian Journalists (1992-1998). From 2002 to 2004 she was member of the working group for scientific communication of the National Committee for Biotechnology. She has also been a consultant at the Italian Ministry of Research and Technology and editor-in-chief of the publication MRST, policy of science and technology. She has co-authored many publications in the field of scientific information, including Le biotecnologie in Italia, Le piste della ricerca and Luna vent’anni dopo.

Tags: messenger RNA, Microarrays, SAGE, human genome

Duration: 3 minutes, 59 seconds

Date story recorded: May 2005

Date story went live: 24 January 2008