Quei geni "stranieri" ereditati da microbi e funghi

Uno studio conferma l'esistenza, nel DNA umano, di frammenti acquisiti non dai nostri antenati, ma da "donatori" esterni con cui anticamente condividemmo l'habitat. Una forma di trasmissione genica dibattuta - per l'uomo - e ancora poco studiata.

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Tracce di "contributi" esterni nel DNA umano.|Andrew Brookes/Corbis

Molti animali acquisirono, in antichità, parti di DNA provenienti dall'esterno della propria linea evolutiva, e in particolare da microrganismi tipici del loro stesso habitat. È accaduto, e forse sta ancora accadendo, anche all'uomo: è questo il punto centrale di un importante studio appena pubblicato sulla rivista scientifica Genome Biology.

 

Alleato dei batteri. Il trasferimento genico orizzontale (horizontal gene transfer, HGT), ossia il processo attraverso il quale un organismo trasferisce materiale genetico a un'altra cellula non discendente, è un meccanismo ben conosciuto negli organismi unicellulari, e studiato nel campo della resistenza batterica: si pensa possa essere infatti alla base della facilità con cui alcuni batteri diventano invulnerabili agli antibiotici.

 

Argomento spinoso. Il processo avrebbe giocato un ruolo chiave anche nell'evoluzione dei vermi nematodi (che hanno acquisito microrganismi dalle piante intorno a cui vivono) e di alcuni scarabei, che hanno guadagnato dai batteri i geni necessari a digerire le bacche di caffè. Ma l'apporto del trasferimento genico orizzontale su organismi complessi come i primati, e sull'uomo in particolare, era rimasto fino ad oggi una materia fortemente discussa.

 

Un confronto allargato. Alastair Crisp e i colleghi dell'Università di Cambridge hanno comparato il genoma di 12 specie di drosofile, 4 di vermi nematodi e 10 di primati (uomo incluso) calcolando quanto ogni gene fosse allineato a simili geni presenti in altre specie. Sono così riusciti a stimare la probabilità che ciascuno dei geni studiati avesse un'origine esterna, e quanto tempo fa fu acquisito.

 

Guadagni significativi. Nei vertebrati, sarebbero stati acquistati mediante trasferimento genico orizzontale il gene del gruppo sanguigno AB0, e molti altri geni legati ad enzimi coinvolti nel metabolismo. Nell'uomo, sono stati così acquisiti 17 geni di cui già in precedenza si era ipotizzata questa origine, più 120 "nuovi" geni, mai associati prima d'ora all'HGT: alcuni coinvolti nel metabolismo dei lipidi, altri tipici della risposta immunitaria infiammatoria o coinvolti nel metabolismo degli amminoaicidi o nelle attività antiossidanti.

 

Grazie, batteri. I "donatori" più frequenti? Batteri e protisti (organismi unicellulari considerati non appartenenti ai regni di piante, funghi o animali), ma anche virus - responsabili del trasferimento orizzontale della metà dei geni stranieri individuati nei primati - e funghi.

 

Una diversa considerazione. La migrazione genica dovrebbe essere collocata, nella linea evolutiva, tra un comune antenato dei Cordati (ossia gli animali provvisti di spina dorsale) e il comune antenato dei primati. Ma potrebbe essere ancora in corso, e poco studiata: spesso, negli studi sul genoma animale, si rimuovono le sequenze di origine batterica perché considerate una semplice "contaminazione" del campione. La ricerca dimostra che queste potrebbero essere parte integrante del DNA analizzato.

 

 

 

 

16 Marzo 2015 | Elisabetta Intini