Il mistero dei nostri 145 geni estranei

07. 04. 2018
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Gli scienziati hanno scoperto parti del DNA umano che non provengono dai nostri antenati - Questa scoperta potrebbe per cambiare la nostra visione dell'evoluzione in quanto tale. Lo studio sfida l'idea che l'evoluzione possa avvenire solo sulla base di geni ereditati. Quindi abbiamo ottenuto questi geni estranei da microrganismi?

Gli scienziati ritengono che abbiamo ottenuto questi importanti geni estranei da microrganismi con cui i nostri antichi antenati sono entrati in stretto contatto. Lo studio mette in discussione l'opinione diffusa che l'evoluzione degli animali e degli esseri umani si basi esclusivamente sui geni ereditati dai lignaggi. Secondo gli scienziati, l'evoluzione in quanto tale è ancora in corso.

Il punto principale della ricerca, che è stata pubblicata su Genome Biology, una rivista ad accesso aperto, è trasferimento genico orizzontale (HGT), trasferimento genico tra organismi che vivono nello stesso ambiente. "Questo è il primo studio che mostra come il trasferimento genico orizzontale sia diffuso sia negli animali che nell'uomo e che sia una fonte diretta da decine a centinaia di geni estranei attivi.", Ha affermato l'autore principale dello studio, Alastair Crisp dell'Università di Cambridge. "Sorprendentemente, questo non è un fenomeno isolato, sembra che il trasferimento genico orizzontale abbia contribuito all'evoluzione di molte, forse anche tutte, specie animali e che questo processo continui. Ciò significa che dovremo riconsiderare la nostra visione dell'evoluzione in quanto tale."

HGT e il suo ruolo

L'HGT svolge un ruolo importante nello sviluppo degli organismi unicellulari ed è probabilmente il motivo per cui è possibile che i batteri siano in grado di sviluppare una resistenza agli antibiotici così rapidamente. L'HGT gioca probabilmente anche un ruolo chiave nell'evoluzione di alcuni animali, come i nematodi, che hanno ottenuto alcune delle loro informazioni genetiche da microrganismi e piante. Altre creature note per avere HGT sono alcune specie di coleotteri. In essi sono stati scoperti geni batterici, importanti per la produzione di enzimi, grazie ai quali possono digerire, ad esempio, le bacche di caffè. Tuttavia, l'idea che l'HGT potrebbe essere parte dell'evoluzione di animali più complessi o anche di esseri umani è stata spesso discussa e contestata in passato.

Trasferimento genico orizzontale (HGT)

Il processo mediante il quale un organismo riceve materiale genetico (DNA) di un altro individuo, sebbene non suo discendente. Questo processo è diffuso negli organismi unicellulari ed è anche il motivo per cui i batteri possono acquisire resistenza agli antibiotici così rapidamente. L'HGT gioca probabilmente anche un ruolo chiave nell'evoluzione di alcuni animali, come i nematodi, che hanno ottenuto parti della loro informazione genetica da microrganismi e piante, nonché coleotteri che hanno acquisito geni batterici.

Oggetto della ricerca sono stati i genomi di 12 specie di polpi, 4 specie di nematodi e 10 specie di primati, compreso l'uomo. I ricercatori hanno confrontato i geni di una specie con geni simili di un'altra per vedere quanto sono realmente diversi. Confrontandoli con un gruppo diverso di specie animali, i ricercatori sono stati in grado di stimare quanto tempo fa era più probabile che questi geni venissero trasmessi.

La ricerca ha dimostrato che i vertebrati hanno adottato un gran numero di geni, come il gene del gruppo sanguigno ABO, grazie a HGT. La maggior parte degli altri geni adottati erano correlati agli enzimi che fanno parte del metabolismo. Nell'uomo sono stati confermati 17 geni adottati precedentemente segnalati e ne sono stati identificati altri 128 non ancora noti. Alcuni di questi geni sono coinvolti nel metabolismo dei lipidi, compresa la disgregazione degli acidi grassi e la formazione di glicolipidi. Altri sono componenti importanti della risposta immunitaria e infiammatoria, della segnalazione immunitaria delle cellule, della risposta antimicrobica, del metabolismo degli amminoacidi, della modifica delle proteine ​​e dell'attività antiossidante.

HGT gioca un ruolo importante nell'evoluzione dei nematodi

HGT gioca un ruolo importante nell'evoluzione dei nematodi

Il team è stato in grado di identificare le probabili classi di organismi da cui provenivano i geni trasferiti. Le fonti più comuni sono batteri e protozoi, altre come i virus, responsabili di un massimo di 50 geni estranei nei primati. È stato scoperto che alcuni geni derivano da funghi. Questo potrebbe essere uno dei motivi per cui alcuni studi precedenti, incentrati solo sull'HGT batterico, hanno respinto così risolutamente l'idea che questi geni umani derivino da una fonte estranea. Si è scoperto che la maggior parte dell'HGT nei primati è avvenuta molto tempo fa, il trasferimento probabilmente è avvenuto nel periodo tra l'antenato comune dei cordati e l'antenato comune dei primati.

Gli autori dello studio sostengono che la loro analisi rischia di sottovalutare la reale portata dell'HGT negli animali e che l'HGT diretto tra organismi multicellulari complessi è un fatto reale ed è già noto in alcune relazioni ospite-parassita.

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