Rivelano le chiavi del mistero dell'origine dei vertebrati

Vertebrati formano un gruppo eterogeneo di specie che hanno colonizzato quasi tutti gli ecosistemi del pianeta. Per anni la comunità scientifica ha discusso di cambiamenti nel genoma che hanno permesso il successo evolutivo di questo animale.

Infine, un team internazionale di scienziati ha raggiunto scoprire i meccanismi che hanno facilitato questa transizione dagli invertebrati ai vertebrati.

Il team, co-guidato da ricercatori spagnoli del Consiglio superiore per la ricerca scientifica (CSIC), il Centro per la regolazione genomica (CRG) e il Centro nazionale per la ricerca scientifica (CNRS) della Francia, ha descritto in dettaglio nella sua pubblicazione i processi che hanno permesso il sviluppo di specie animali molto più complesse.

In sintesi, questa complessità risiede in un insieme unico di sistemi di regolazione e funzioni dei geni, che ci permette di essere costituiti da centinaia di cellule, tessuti e organi estremamente specializzati.

“In modo simile agli studi condotti sull'uomo, il nostro lavoro ci fornisce una visione globale dei diversi strati regolatori del genoma e descrive in dettaglio, l'origine delle caratteristiche uniche della regolazione genomica dei vertebrati, che hanno dato origine a organismi con una morfologia molto più complesso"Dice José Luis Gómez-Skarmeta, uno dei leader del lavoro del Centro andaluso per la biologia dello sviluppo, un centro comune del CSIC e dell'Università Pablo de Olavide.

Sebbene la regolazione dei geni responsabili dell'anatomia di base sia altamente conservata tra le specie, i vertebrati hanno incorporato più regioni di regolamentazione che hanno permesso l'acquisizione di nuove funzioni.

L'analisi, che è stata pubblicata nel Rivista sulla natura, rivela due differenze principali che distinguono i vertebrati dalle altre specie.

“In primo luogo, abbiamo visto che i nostri geni hanno una regolazione molto più complessa. D'altra parte, abbiamo anche copie di geni che originariamente svolgevano funzioni generali, ma che nei vertebrati si sono specializzati in funzioni specifiche”, Spiega Manuel Irimia, capogruppo del CRG e uno dei responsabili del progetto.

“Nella maggior parte dei casi, ci sono copie di geni specializzati in tessuti specifici. Ciò è particolarmente evidente nel cervello, dove sono state incorporate nuove funzioni che sono state essenziali per il successo evolutivo dei vertebrati."Aggiunge Ignacio Maeso, anche lui ricercatore presso il Centro andaluso per la biologia dello sviluppo e uno dei primi autori del lavoro.

L'anfiosso come modello evolutivo

Le specie scelte per lo studio sono state il pesce zebra e il madaka, nonché la rana, il pollo, il topo e l'uomo. Inoltre, il genoma di amphox, a specie vicine a questa transizione, per capire l'origine di questi meccanismi così caratteristici nei vertebrati.

“L'anfiosso è un organismo che è stato utilizzato come modello nella ricerca sin dal XIX secolo. Il suo genoma si è evoluto molto lentamente e senza le duplicazioni che hanno i vertebrati. Per questo motivo, l'amphioxus serve come riferimento nei confronti evolutivi per comprendere l'origine del nostro lignaggio.", Commenta Héctor Escriva, uno dei leader del lavoro e ricercatore presso la Sorbonne Université e il CNRS.

Il lavoro ha avuto la partecipazione di laboratori in Francia, Regno Unito, Australia, Repubblica Ceca, Paesi Bassi, Giappone, Cina, Portogallo, Italia, Taiwan, Norvegia e Stati Uniti e rappresenta un risorsa senza precedenti per la comunità scientifica, che servirà sia per approfondire gli elementi di genomica funzionale conservati tra le specie sia per studiare i cambiamenti che hanno portato alla complessità dei vertebrati.

Riferimento bibliografico:

Marletaz et al. "Amphioxus functional genomics and the origins of vertebrate gene regulation", novembre 2018, Nature, DOI: 10.1038 / s41586-018-0734-6

attraverso Sincronizza

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