Il gene egoista wtf4

Un gruppo di ricercatori ha identificato in una specie di lievito una strategia che garantisce a un gene di "sopravvivere" e diffondersi, eliminando i suoi competitori.

Il gene wtf4 svolge il doppio ruolo di tossina e antidoto durante la divisione meiotica di una specie di lievito. Immagine per gentile concessione di María Angélica Bravo Núñez e Nicole Nuckolls

SCOPERTE – Una strategia di sopravvivenza degna di un romanzo di Agatha Christie. Così è stato definito il meccanismo identificato per la prima volta nel lievito Schizosaccharomyces kambucha dal gruppo di ricerca dello Stowers Institute for Medical Research di Kansas City. Il processo, descritto in un articolo pubblicato di recente sulla rivista eLife, prevede l’esistenza di un gene cosiddetto “egoista”, in grado di produrre una tossina capace di uccidere le sue spore. È poi lo stesso gene (chiamato wtf4) a sintetizzare l’antidoto contro la tossina, garantendo in questo modo la propria trasmissione alla generazione successiva.

La strategia viene messa in pratica durante la riproduzione cellulare. Quando il lievito si riproduce sessualmente attraverso il meccanismo della meiosi, wtf4 produce il veleno molecolare che può uccidere le sue cellule figlie. Poiché il gene è espresso prima che le due cellule si siano divise, la tossina penetra in entrambe. In una fase successiva della riproduzione, la cellula sintetizza un antidoto al suo stesso veleno. In questo caso la sintesi avviene dopo che le due cellule figlie si sono separate e l’antidoto è prodotto solamente nelle cellule che esprimono wtf4. Così il gene “egoista” fa sì che sopravvivano solamente le cellule in cui è presente. Per esempio, se il maschio XY è eterozigote e il gene wtf4 si trova sul cromosoma X, gli spermatozoi che contengono il cromosoma Y saranno uccisi dalla tossina, perché non saranno in grado di produrre l’antidoto. Questo meccanismo, pur aumentando il tasso di infertilità, garantisce la trasmissione del gene.

In uno studio pubblicato su eLife nel 2014, i ricercatori avevano descritto la scoperta dell’esistenza di diversi meccanismi che regolano la meiosi in due specie di lievito, Schizosaccharomyces pombe  e S. kambucha. In seguito, lo stesso gruppo si è concentrato sulle analisi di mappatura genetica per rivelare il complesso panorama di geni che regolano la meiosi in S. kambucha, localizzati sul cromosoma 3. Hanno così individuato due molecole di RNA messaggero che codificano per la tossina e un RNA messaggero che guida la sintesi dell’antidoto. Hanno quindi marcato la tossina con una molecola fluorescente verde e l’antidoto con una molecola rossa. Osservando le cellule durante la meiosi, hanno notato che il veleno molecolare era diffuso in tutte le cellule, mentre l’antidoto era presente solamente nelle spore che avevano ereditato il gene wtf4. In altre parole, le cellule prive del gene non erano sopravvissute. Secondo Sarah Zanders, a capo della ricerca, la combinazione degli studi genetici e delle immagini rappresenta una prova sufficientemente valida del fatto che il gene in questione sia responsabile della sintesi sia della tossina sia dell’antidoto. I ricercatori ritengono, inoltre, che wtf4 faccia parte di una grande famiglia di geni “egoisti” e che almeno un altro gene wtf intervenga nel processo di divisione meiotica.

Questo meccanismo, oltre a rivelare aspetti interessanti dal punto di vista evolutivo, potrebbe anche contribuire a individuare i fattori che incidono sulla sopravvivenza dei gameti, e che quindi limitano la fertilità dell’individuo.

Leggi anche: Epigenetica e uccelli: un’evoluzione verso l’intelligenza?

Pubblicato con licenza Creative Commons Attribuzione-Non opere derivate 2.5 Italia.   

1 Commento su Il gene egoista wtf4

  1. L’ha ribloggato su bUFOle & Co.e ha commentato:
    Gene WTF? In che senso???

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