I batteri di 500 milioni di anni offrono una spiegazione

L’occhio è sempre stato fastidioso. Anche la teoria dell’evoluzione di Charles Darwin ha faticato a spiegare l’evoluzione di questo complicato bulbo oculare. Una nuova scoperta in cui i batteri di oltre 500 milioni di anni svolgono un ruolo importante ora porta maggiore chiarezza.

I ricercatori americani hanno prove trovate per lo scambio di pacchetti genici tra batteri e vertebrati. Il loro nuovo studio si concentra su un esempio particolare di questo: il gene IRBP. (proteina legante i retinoidi interfotorecettori), che contiene il codice per creare una proteina, costituisce un collegamento importante nello sviluppo dell’occhio e nella percezione della luce. Gli scienziati hanno utilizzato la potenza di calcolo dell’avanzato modello di computer IQ-TREE per comprendere la storia evolutiva dell’origine dell’occhio nei vertebrati e hanno scoperto nell’uomo ancora più sequenze di geni batterici che non erano presenti nei nostri lontani antenati.

Prendere in prestito geni da altre forme di vita
L’idea dell’impollinazione genetica incrociata tra batteri e vertebrati non è nuova. Quando i geni umani sono stati sequenziati per la prima volta nel 2001, gli scienziati pensavano di avere a che fare con oltre 200 geni “batterici”. Tuttavia, molti di questi collegamenti genetici microbici non sono sopravvissuti alla ricerca di follow-up. Il ricercatore Matthew Daugherty e i suoi colleghi di Università della California ha approfondito il DNA umano utilizzando un nuovo software per computer e ha confrontato i frammenti di DNA con sequenze geniche simili di centinaia di altre specie. I geni non trovati in antenati lontani sono stati contrassegnati come interessanti. Secondo i ricercatori, questi sarebbero buoni candidati per passare direttamente dai batteri ai vertebrati. “Di dozzine di potenziali geni anormali, uno era di gran lunga superiore agli altri”, afferma Daugherty.

Catena importante
Era il gene IRBP, che era già noto per essere un collegamento importante per la vista. La proteina che può essere sintetizzata fa il suo lavoro nello spazio tra la retina e l’epitelio pigmentato retinico (RPE), uno strato unicellulare sulla retina che è collegato alla retina neurosensoriale. Quando la luce colpisce un fotorecettore fotosensibile, i complessi di vitamina A presenti provocano un “piegamento”, rilasciando un impulso elettrico che attiva il nervo ottico. L’IRBP assicura che la piega di queste molecole scompaia e il complesso della vitamina A ritorni alla sua vecchia forma. IRBP è quindi essenziale per la visione di tutti i vertebrati, affermano i ricercatori.

Dal riciclo delle proteine ​​alla visione
IRBP ricorda molto da vicino un gruppo di sequenze geniche batteriche chiamate peptidasi. Questi enzimi sono meglio conosciuti per le loro capacità di riciclaggio delle proteine. Si ritiene che un gene della peptidasi sia passato da un microbo a un antico antenato di tutti i vertebrati viventi oltre 500 milioni di anni fa. Una volta che questo gene è stato incapsulato nella sua nuova posizione, si è duplicato due volte. Successivamente, ha perso la sua funzione di riciclaggio delle proteine ​​e ha assunto un ruolo visivo legandosi a molecole sensibili alla luce, secondo lo studio.

Non indiscusso
Il ruolo essenziale dell’IRBP non è indiscusso. Alcuni biologi del settore non sono d’accordo con la teoria dei ricercatori californiani. Ma questo scambio genico orizzontale avviene tra forme di vita completamente diverse, questo è certo. Quando una sequenza genetica attecchisce in una nuova specie, il processo evolutivo può prendere il volo con essa e talvolta si presentano possibilità completamente nuove o le capacità esistenti del ricevente ottengono un enorme impulso. È un concetto affascinante che senza dubbio richiederà molta più ricerca.