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La somiglianza del genoma di rana con quello umano e l'evoluzione
Con il sequenziamento del genoma di una rana, viene fornito un quadro completo dei geni vertebrati ancestrali
Insieme ai loro corrispettivi mammiferi, pelosi e pennuti (uomini, polli, ratti e topi), anche le rane si possono adesso aggiungere alla lista sempre più lunga di specie i cui genomi sono stati sequenziati. La prima sequenza del genoma di un anfibio, quella della rana artigliata africana Xenopus tropicalis (X. tropicalis), ha fornito agli scienziati un quadro completo dei geni vertebrati ancestrali, colmando una profonda lacuna tra i vertebrati sequenziati fino ad ora. I risultati di questo studio, condotto da un team internazionale formato da 48 ricercatori, sono stati pubblicati sulla rivista Science.
All'inizio del 20° secolo i biologi hanno scoperto che la X. tropicalis (originaria dell'Africa subsahariana) era particolarmente sensibile alla gonadotropina corionica (HCG), un ormone prodotto durante la gravidanza. Negli anni 1940 e 1950, questa specie è stata ampiamente usata come un test di gravidanza poco costoso negli ospedali. Si iniettava un campione di urina di una donna nella rana; se la donna era incinta, l'ormone HCG contenuto nel campione di urina avrebbe fatto ovulare la rana e produrre uova in meno di 10 ore.
Adesso, grazie alla sequenza di alta qualità contenuta in questo studio, sappiamo che il genoma della X. tropicalis contiene oltre 20.000 geni, appena qualche migliaia in meno rispetto ai circa 23.000 degli esseri umani.
Almeno 1.700 dei geni dell'anfibio sono simili ai geni collegati a malattia negli esseri umani. Una migliore conoscenza di questa strana somiglianza potrebbe aiutarci a capire meglio alcuni aspetti di noi stessi.
Secondo l'autore principale dello studio, il dott. Uffe Hellsten del Department of Energy Joint Genome Institute negli Stati Uniti, esiste una notevole somiglianza tra regioni di specifici geni nei genomi della rana, del pollo e degli esseri umani che suggerisce che la maggior parte della struttura e dell'organizzazione è rimasta invariata nel tempo.
"Quando guardiamo i segmenti del genoma della Xenopus, stiamo letteralmente osservando strutture vecchie di 360 milioni di anni e che erano parte del genoma dell'ultimo antenato comune di tutti gli uccelli, i dinosauri e i mammiferi che sono comparsi sulla Terra", ha spiegato il dott. Hellsten. "L'archeologia dei cromosomi aiuta a capire la storia dell'evoluzione, mostrandoci come il materiale genetico si sia risistemato per creare il genoma mammifero e il genoma anfibio odierni".
La sequenza genetica della X. tropicalis dovrebbe aiutare i ricercatori a scoprire più elementi del cugino più famoso dell'anfibio, la Xenopus laevis (X. laevis), usata in studi sullo sviluppo embrionale e sulla biologia cellulare. Il co-autore, il dott. Richard Harland dell'Università di California, a Berkley negli Stati Uniti, ha spiegato che la X. tropicalis è stato uno degli ultimi modelli di organismi ad essere scoperto. "Sarebbe straordinario avere una sequenza di alta qualità della X. tropicalis sulla quale costruire la sequenza della X. laevis".
Il dott. Hellsten ha notato che la nuova sequenza genomica potrebbe persino aiutare i ricercatori a capire gli effetti degli interferenti endocrini (sostanze chimiche che imitano gli stessi ormoni della rana) a livello molecolare e genomico. Queste sostanze chimiche, che si trovano nei laghi e nei torrenti di tutto il mondo, potrebbero in parte essere all'origine della singolare diminuzione della popolazione delle rane.
"Speriamo che capire gli effetti di questi interferenti ormonali ci aiuterà a preservare la diversità delle rane e - visto che queste sostanze chimiche interessano anche gli esseri umani - possano avere un effetto positivo sulla salute umana", ha aggiunto il dott. Hellsten.
Hellsten, U., et al (2010) The Genome of the Western Clawed Frog Xenopus tropicalis. Science 328: 633-636.
Fonte: (11/05/2010)
Pubblicato in Genetica, Biologia Molecolare e Microbiologia
Tag:
rana,
Xenopus,
genoma
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