Nella maggior parte degli organismi viventi, dal lievito agli esseri umani, la replicazione cellulare segue un determinato piano prestabilito - che comprende la replicazione selettiva di alcune regioni del genoma rispetto ad altre o alterazioni nelle fasi di replica, che sono ritenute responsabili dello sviluppo di cancro o dell'accelerazione dell'invecchiamento cellulare.
Un team di ricercatori del Centro Spagnolo Nazionale per la Ricerca sul Cancro (CNIO) - guidato da Alfonso Valencia - è stato il primo a mettere in relazione questo processo con l'evoluzione della vita sulla Terra, milioni e milioni di anni fa.
Lo studio - sviluppato insieme a Tomas Marques-Bonet presso l'Istituto di Biologia Evolutiva di Barcellona - rappresenta un nuovo approccio evolutivo, nel quale il genoma diventa il protagonista principale, aprendo nuove possibilità allo studio dell'evoluzione della vita degli esseri viventi e delle loro diversità intrinseche.
Valencia spiega: "Abbiamo scoperto che la replicazione cellulare è una sorta di specchio che riflette la storia evolutiva degli esseri viventi. I primi geni ad essere stati replicati sono i più vecchi, mentre quelli replicati in seguito sono i più "giovani".
Secondo questo modello, ogni nuovo gene tende a replicarsi subito dopo quelli già esistenti, provocando così un accumulo di "strati genici" ancora da replicare.
"E' un po' come la crescita del tronco di un albero, in cui gli anelli concentrici esterni rappresentano gli ultimi anni di vita dell'albero" spiega Valencia
Ma quali vantaggi biologici potremmo trarre da questo modello?
Più tardi il materiale genetico viene copiato, maggiore è la probabilità che il DNA venga danneggiato o che si accumulino mutazioni. In questo modo, i geni più "vecchi" - quelli ritenuti vitali per la sopravvivenza cellulare - si trovano allocati in regioni protette, in grado di accumulare minor quantità di mutazioni, e vengono replicati prima di quelli recenti. Questi ultimi, al contrario, vengono replicati nelle regioni più instabili del genoma, ossia quelle che accumulano maggior numero di mutazioni.
"Questo permette ai geni più recenti di evolvere velocemente rispetto a quelli più vecchi" spiegano gli scienziati del team di Valencia "Queste particolari regioni del genoma presentano una struttura compatta e inaccessibile e fungono da laboratori evolutivi. Al loro intero, i geni possono acquisire nuove funzioni, senza influenzare i procetti vitali dell'organismo"
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| Evoluzione delle specie viventi |
In passato, la comparsa di mutazioni in regioni replicanti tardive era già stata correlata allo sviluppo di cancro e all'invecchiamento dei tessuti.
Questo modello ci aiuterebbe a capire come drastici cambiamenti nel genoma - fino ad ora correlati esclusivamente alla formazione di tumori - sarebbero invece cruciali per l'evoluzione della specie.
La cosa più affascinante è il modo in cui le regioni tardo - replicanti, sembrano aver contribuito allo sviluppo di una strabiliante capacità di adattamento di specie viventi complesse, come l'essere umano.