Cromosomi sottosopra

Lo stile notturno di vita di certi mammiferi inverte la normale struttura dei cromosomi nelle cellule fotosensibili: questa è la sorprendente scoperta fatta in contemporanea da due gruppi di ricerca dell’ Istituto di Genetica e Biologia cellulare e molecolare di Illkirch, in Francia, e dell’Università Ludwig-Maximilians di Monaco


C’era un tempo in cui i mammiferi per sfuggire ai dinosauri preferivano vivere di notte. Per questo i nostri antenati hanno “messo a punto” occhi capaci di vedere anche in condizioni di semioscurità. Secondo una recente scoperta topi, gatti, lemuri e altre specie notturne hanno addirittura modificato la struttura dei cromosomi, trasformando i bastoncelli, le cellule per la visione notturna, in “lenti” che concentrano la luce.

Il fenomeno è stato osservato indipendentemente da due gruppi di ricerca. Didier Devys, un biologo molecolare dell’Istituto di Genetica e Biologia Cellulare e Molecolare di Illkirch, in Francia ha dimostrato che nei bastoncelli la cromatina dei cromosomi del nucleo è invertita rispetto al normale. Nella maggioranza delle cellule degli organismi eucarioti infatti la cromatina – il mattone “strutturale” che costituisce i cromosomi – si divide in eterocromatina “inerte”, che cioè non svolge alcuna funzione di codifica, e in eucromatina, adibita alla codifica delle proteine fondamentali per la vita dell’organismo. Normalmente nel nucleo la prima si trova in posizione periferica rispetto alla seconda.

Devys e, indipendentemente, Boris Joffe e Irina Solovei, dell’Università Ludwig-Maximilians di Monaco, hanno trovato che però nelle cellule fotosensibili di topo, animale notturno, questa disposizione è invertita, con l’eterocromatina racchiusa al centro del nucleo. Secondo quanto osservato da questi scienziati i topi nascono con la cromatina disposta in maniera convenzionale e solo durante lo sviluppo, a circa 4 settimane di vita, l’assetto si inverte. Joffe e Solovei hanno analizzato anche la retina di altre specie notturne e diurne di mammiferi trovando questa particolare disposizione soltanto nelle prime. In animali non mammiferi, uccelli e altri vertebrati, invece, anche con abitudini notturne, la cromatina invece è sempre disposta secondo la maniera classica.

Il gruppo di Monaco insieme a Leo Peichl, neurobiologo dell’Istituto Max Planck di Francoforte, ha mappato le conformazioni della cromatina nucleare rispetto all’albero filogenetico dei mammiferi. Il fenomeno di inversione è apparso presto nell’evoluzione di questi animali, probabilmente come adattamento utile per sfuggire a predatori che, come i dinosauri, cacciavano principalmente di giorno. La disposizione classica della cromatina – con le sequenze codificanti al centro del nucleo e quelle non codificanti all’esterno – è stata poi riacquisita dai mammiferi numerose volte nel corso dell’evoluzione, da quelle specie che hanno via via ripreso le abitudini diurne.

Joffe e Solovei hanno cercato di capire la funzione di questo fenomeno. Con l’aiuto di Jochen Guck, biofisico dell’Università di Cambridge, hanno misurato l’interazione della cromatina con la luce nelle diverse configurazioni, confrontando la risposta di cellule prelevate dalla retina di topo (tipico animale notturno) e di maiale (tipico animale diurno). I bastoncelli con la cromatina rovesciata disperdono molta meno luce degli altri, dato confermato anche dalle simulazioni.

Secondo gli scienziati questo potrebbe significare che i bastoncelli con la cromatina invertita funzionano come una lente che concentra la luce, funzione che sarebbe fondamentale per vedere in condizioni di scarsa illuminazione, come alba e tramonto.

Federica Sgorbissa
Federica Sgorbissa è laureata in Psicologia con un dottorato in percezione visiva ottenuto all'Università di Trieste. Dopo l'università, ha ottenuto il Master in comunicazione della scienza della SISSA di Trieste. Da qui varie esperienze lavorative, fra le quali addetta all'ufficio comunicazione del science centre Immaginario Scientifico di Trieste e oggi nell'area comunicazione di SISSA Medialab. Come giornalista free lance collabora con alcune testate come Le Scienze e Mente & Cervello.

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