Scienze

Un malloppo di geni che potrebbe spiegare l'unicità dei sapiens

Decine di geni che finora si pensava avessero funzioni simili in specie anche molto diverse, sembrano svolgere compiti differenti nell'uomo: il sospetto è che siano alla base di alcune caratteristiche uniche del nostro complesso organismo.

Un gruppo di geni che si pensava ricoprisse funzioni simili anche in specie animali molto distanti sembra avere invece caratteristiche uniche nella nostra specie, e potrebbe racchiudere il segreto del nostro successo evolutivo. I geni in questione codificano per proteine chiamate fattori di trascrizione, che a seconda della loro struttura si legano a regioni diverse del DNA e lì regolano l'attività genetica, attivando o disattivando l'espressione dei geni.

Finora si pensava che fattori di trascrizione apparentemente simili in organismi anche molto diversi (come l'uomo e il moscerino della frutta) si legassero alle stesse regioni di DNA - e quindi esercitassero una funzione analoga. Un nuovo studio pubblicato su Nature Genetics, che ha il merito di aver predetto con maggiore precisione dove queste proteine si agganciano, dimostra che non è così: alcune sottoclassi di fattori di trascrizione hanno funzioni molto più differenziate di quanto si credesse. Anche se simili, si legano a sequenze di DNA diverse, e regolano geni diversi: una caratteristica importante per determinare la differenziazione tra specie.

Che cosa ci rende unici. Anche tra uomo e scimpanzé, che condividono il 99% del codice genetico, ci sono diverse decine di fattori di trascrizione che riconoscono diverse porzioni di DNA, in un modo che regola l'espressione di centinaia di geni differenti. Per i ricercatori del Donnelly Centre for Cellular and Biomolecular Research dell'Università di Toronto, che hanno realizzato lo studio, proprio questa diversa regolazione determina le peculiarità delle singole specie.

Nella parte blu dei grafici, la porzione di differenze tra i fattori di trascrizione umani e le loro controparti nelle altre specie. © Sam Lambert

Lente di ingrandimento. Il team è arrivato a queste conclusioni utilizzando un nuovo software che riconosce le affinità strutturali nelle regioni dei fattori di trascrizione che si legano al DNA. A differenza di altri sistemi di analisi, però, quello impiegato assegna maggiore valore agli amminoacidi che entrano direttamente a contatto con il DNA. Due fattori di trascrizione apparentemente simili, ma che differiscano nella posizione terminale di questi amminoacidi chiave, si legheranno probabilmente a porzioni diverse del codice genetico, e quindi regoleranno geni diversi, che codificheranno per diverse proteine nelle varie specie.

All'origine della complessità. La maggior parte delle differenze nei fattori di trascrizione umani è stata trovata nelle dita di zinco, sequenze proteiche che si "avvolgono" attorno al DNA: poiché gli organismi con una più vasta gamma di fattori di trascrizione hanno anche una maggiore diversità cellulare, è possibile che queste peculiarità siano alla base, per esempio, delle caratteristiche uniche del nostro cervello, del dismorfismo sessuale o della ricchezza del sistema immunitario umano.

3 giugno 2019 Elisabetta Intini
Ora in Edicola
Scopri il mondo Focus. Ogni mese in edicola potrai scegliere la rivista che più di appassiona. Focus il magazine di divulgazione scientifica più letto in Italia, Focus Storia per conoscere la storia in modo nuovo ed avvincente e Focus Domande & Risposte per chi ama l'intrattenimento curioso e intelligente.

Chi erano i gladiatori? Davvero lottavano sempre all’ultimo sangue? Con quali armi e tecniche combattevano? Perché gli imperatori investivano una fortuna sui loro spettacoli di morte? Entriamo negli anfiteatri della Roma imperiale per conoscere da vicino gli atleti più famosi dell’antichità. E ancora: come la moda del Novecento ha ridato la libertà alle donne; alla scoperta di Monte Verità, la colonia sul lago Maggiore paradiso di vegani e nudisti; i conflitti scoppiati per i motivi più stupidi; la guerra al vaccino antivaiolo dei primi no vax; le Repubbliche Sorelle.

ABBONATI A 29,90€
Focus e il WWF festeggiano insieme il compleanno: Focus è in edicola da 30 anni e il WWF si batte da 60 per la difesa della natura e degli ecosistemi. Insieme al WWF, Focus è andato nelle riserve naturali e nei luoghi selvatici del mondo per scoprire come lavorano i loro ricercatori e volontari per aiutare la Terra e i suoi abitanti. Inoltre: perché i cicloni sono sempre più violenti; perché la miopia sta diventando un'emergenza globale; come sarebbero gli alieni (se esistessero).
ABBONATI A 31,90€
Follow us