Giovedì, 25 febbraio 2021 - ore 06.21

Il celacanto: un ''fossile vivente'' che continua a evolversi

Il celacanto ha evoluto dozzine di nuovi geni grazie ai trasposoni. Ma come e perché potrebbe essere un mistero irrisolvibile

| Scritto da Redazione
Il celacanto: un ''fossile vivente'' che continua a evolversi

Nel 1938, quando un esemplare di celacanto venne pescato al largo delle coste del Sudafrica suscitò molto scalpore, visto che lo si riteneva estinto da circa 65 milioni di anni. Per questo, e per la impressionante somiglianza dell’anatomia dei celacanti moderni con la documentazione fossile, gli venne affibbiato il suggestivo soprannome “fossile vivente”.

Ma ora lo studio “Diverse Eukaryotic CGG Binding Proteins Produced by Independent Domestications of hAT Transposons”, pubblicato su Molecular Biology and Evolution  da Isaac Yellan, Ally W H Yang e Timothy Hughes dell’università di Toronto, ha scoperto che se in milioni di anni l’aspetto fisico del celacanto potrebbe essere cambiato molto poco, il suo genoma racconta tutt’altra storia.

Dallo studio infatti emerge che il celacanto delle Comore (Latimeria chalumnae), «Ha acquisito 62 nuovi geni attraverso l’incontro con altre specie 10 milioni di anni fa. Le sequenze suggeriscono che i nuovi geni siano nati dai trasposoni, noti anche come “geni egoisti”. I trasposoni sono elementi parassiti del DNA il cui unico scopo è quello di creare più copie di se stessi, cosa che a volte ottengono spostandosi tra le specie».

I risultati dello studio  dimostrano il forte effetto che gli spostamenti  trasposone del DNA possono avere sulla creazione di geni e permettono di vedere all’opera alcune delle forze che hanno plasmato il genoma di uno degli organismi più antichi e misteriosi del mondo.

Secondo Hughes, che insegna genetica molecolare al Donnelly Centre for Cellular and Biomolecular Research e alla Temerty Faculty of Medicine dell’università di Toronto,  Canada Research Chair in Decoding Gene Regulation, «I nostri risultati forniscono un esempio piuttosto lampante di questo fenomeno dei trasposoni che contribuiscono al genoma dell’ospite. Non sappiamo cosa stiano facendo questi 62 geni, ma molti di loro codificano proteine ​​leganti il ​​DNA e probabilmente hanno un ruolo nella regolazione genica, dove anche cambiamenti sottili sono importanti nell’evoluzione».

All’università di Toronto ricordano che «I trasposoni sono talvolta chiamati anche “geni saltellanti” perché cambiano posizione nel genoma, grazie a un enzima auto-codificato che riconosce e sposta il proprio codice DNA tramite un meccanismo “taglia e incolla”. Nuove copie possono sorgere attraverso salti fortuiti durante la divisione cellulare, quando l’intero genoma viene replicato. Nel tempo, il codice dell’enzima va alla deriva in rovina e il salto cessa. Ma se la sequenza alterata conferisce anche un sottile vantaggio selettivo all’ospite, può iniziare una nuova vita come gene bona fide dell’ospite».

In molte specie, compresi gli esseri umani, ci sono una miriade di esempi di geni derivati ​​da trasposoni, ma il celacanto si distingue per la loro vastità.

Yellan evidenzia che «E’ stato sorprendente vedere i celacanti spuntare tra i vertebrati che hanno un numero davvero elevato di questi geni derivati ​​da trasposoni perché hanno la reputazione immeritata di essere un fossile vivente. Il celacanto potrebbe essersi evoluto un po’ più lentamente, ma non è certamente un fossile».

Yellan ha fatto questa scoperta mentre stava cercando in altre specie le controparti di un gene umano che stava studiando: il CGGBP1, che sapeva che era derivato da un particolare tipo di trasposone presente nell’antenato comune di mammiferi, uccelli e rettili. Il CGGBP1 prende il nome dalla proteina che codifica, che lega sequenze di DNA contenenti CGG, ma è stato difficile da studiare in parte perché non ha controparti in altre specie utilizzate comunemente nella ricerca scientifica, come il moscerino della frutta.

Dopo aver scansionato tutti i genomi disponibili, Yellan è stato in grado di trovare geni correlati, ma la loro distribuzione tra le specie era irregolare e non quella che ci si aspetterebbe da un’ascendenza comune.

Oltre al singolo gene simile alla CGGBP in tutti i mammiferi, uccelli e rettili, Yellan ne ha trovato copie in alcuni, ma non in tutti, dei pesci che ha studiato, così come nella lampreda, un vertebrato primitivo e in un tipo di fungo. I vermi, i molluschi e la maggior parte degli insetti non ne avevano. Eppure, c e ne erano 62 nel celacanto, il cui genoma è disponibile nel 2013.

Escludendo una  discendenza comune esclusa, sembra invece che i trasposoni siano entrati in vari lignaggi in tempi diversi essendo trasportati tra le specie attraverso quello che è noto come trasferimento genico orizzontale.

Yellan  spiega ancora che «Il trasferimento genico orizzontale confonde l’immagine dell’origine dei trasposoni, ma sappiamo da altre specie che può verificarsi tramite il parassitismo. La spiegazione più probabile è che siano stati introdotti più volte nel corso della storia evolutiva».

Non è chiaro cosa stiano facendo i geni, ma gli scienziati canadesi dicono che «Diverse linee di evidenza indicano un ruolo finemente sintonizzato nella regolazione genica. La modellazione computazionale e gli esperimenti in provetta hanno stabilito che i prodotti dei geni sono proteine ​​che legano firme di sequenza uniche al  DNA, suggerendo un ruolo nell’espressione genica simile a quello umano. Inoltre, i geni sono attivati ​​in modo variabile su una dozzina di organi del  celacanto per i quali esistono dati, suggerendo ruoli finemente sintonizzati che sono tessuto-specifici».

Da dove provengano quei geni e cosa stiano facendo nel celacanto potrebbe rimanere un mistero: esemplari per la ricerca vengono prelevati solo occasionalmente da barche da pesca e solo nel 1998 è stata scoperta per caso in un mercato ittico indonesiano un’altra specie di celacanto, quella indonesiana (Latimeria menadoensis).

Yellan fa notare che «Le specie si sono divise prima della comparsa dei nuovi geni, escludendole dalla speciazione trainante. Tuttavia, potrebbero aver modellato il celacanto delle Comore che conosciamo oggi, la cui maestosa armatura reale di scaglie blu fa ombra al suo parente di colore brunastro. Questa è pura speculazione. Ahimè, potremmo non scoprirlo mai. I celacanti sono estremamente rari. E sono molto bravi a nascondersi».

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