Finché c’è vita c’è vita. Basta una manciata di geni e anche l’organismo più semplice al mondo riesce ad evolversi

L’esperimento

Finché c’è vita c’è vita. Basta una manciata di geni e anche l’organismo più semplice al mondo riesce ad evolversi

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Immagine: Tom Deerinck and Mark Ellisman of the National Center for Imaging and Microscopy Research at the University of California at San Diego
di redazione
La vita va avanti ed è difficile fermarla. La pressione selettiva agisce positivamente anche in presenza di un numero minimo di geni. Così l’organismo artificiale con il genoma ridotto all’osso si evolve al pari del suo simile naturale dal genoma più ricco

La vita va avanti. Non è un modo di dire ma un fenomeno biologico, scientificamente dimostrato, osservato in laboratorio dagli scienziati dell’Indiana University Bloomington e descritto su Nature. Basta poco, pochissimo, basta un niente, basta una manciata di geni che una cellula sintetica prende vita, si riproduce e, soprattutto, si evolve. La vita va avanti ed è difficile fermarla.

La cellula realizzata artificialmente dai ricercatori dell’Università dell’Indiana possiede un genoma ridotto al minimo, privato di tutti i geni tranne di quelli geni essenziali. Ebbene, anche in queste condizioni innaturali che non lasciano intravedere margini di sviluppo, la cellula evolve allo stesso ritmo di una cellula normale dimostrando una inaspettata capacità di adattamento. 

«Sembra che ci sia qualcosa nella vita di davvero resistente. Possiamo semplificarla fino all'essenziale, ma ciò non impedisce all'evoluzione di funzionare», commenta Jay T. Lennon, a capo dello studio. 

Per il loro studio, gli scienziati hanno utilizzato un organismo sintetico, chiamato Mycoplasma mycoides JCVI-syn3B, che è una una versione ridotta ai minimi termine del batterio parassita M. mycoides presente comunemente nell’intestino delle capre e di animali simili. Già nella versione naturale, il microrganismo è estremamente basico: nel corso dei millenni ha infatti perso molti dei suoi geni per arrivare a dipendere per la sua sopravvivenza dall’animale che lo ospita. I ricercatori del J. Craig Venter Institute in California hanno realizzato una copia ancora più semplificata del parassita eliminando il 45 per cento dei 901 geni del suo genoma mantenendone così solo 493. Il risultato è M. mycoides JCVI-syn3B, il più piccolo insieme di geni necessari per la vita cellulare autonoma. 

Sulla carta, un organismo del genere ha pochissime possibilità di sopravvivere. Qualunque mutazione comprometterebbe le funzioni vitali delle cellule e la ridotta quantità di geni rende difficile se non impossibile il processo di adattamento. La pressione selettiva infatti avrebbe ben poche possibilità di agire positivamente favorendo alcuni geni piuttosto che altri dato che il ventaglio delle scelte è molto limitato. 

«Ogni singolo gene nel suo genoma è essenziale. Si potrebbe ipotizzare che non ci sia spazio di manovra per le mutazioni, che potrebbero limitare il suo potenziale di evoluzione», afferma Lennon. 

Eppure, contrariamente alle aspettative, la vita prende il sopravvento e M. mycoides JCVI-syn3B si evolve comunque adattandosi alle pressioni ambientali in maniera simile all’organismo originale. 

I ricercatori hanno coltivato in laboratorio il parassita artificiale permettendogli di evolversi liberamente per 300 giorni equivalenti a 40mila anni di evoluzione umana. In questo periodo M. mycoides JCVI-syn3B  ha mostrato un tasso di mutazione eccezionalmente alto. 

I ricercatori hanno poi eseguito una serie di esperimenti per osservare come si comportavano le cellule sintetiche che si erano evolute  in confronto al M. mycoides originale e a un ceppo di cellule sintetiche che non si erano evolute. Ebbene, dopo qualche ostacolo iniziale in poco tempo il batterio sintetico recuperava terreno e iniziava da evolversi allo stesso ritmo del microrganismo naturale dal genoma più ricco. 

I ricercatori hanno anche identificato i geni che hanno subito più mutazioni durante l'evoluzione. Alcuni di questi erano coinvolti nella costruzione della superficie della cellula, mentre le funzioni di molti altri rimangono sconosciute.

La ricerca dimostra quanto potere abbia la selezione naturale nell’ottimizzare rapidamente la struttura di un organismo anche  estremamente semplice. In sostanza la vita trova sempre una strada per andare avanti.