L’altra faccia della moneta: il buono nei retrovirus

Sovente ormai si associa alla parola “virus” un pensiero negativo, una malattia o una catastrofe! Ma bisogna anche mostrare l’altra faccia della moneta, il fatto che, grazie al loro contributo, la nostra specie si è potuta evolvere.

Nel genoma umano, infatti, sono presenti sequenze di DNA derivate da retrovirus che infettarono i nostri antenati milioni di anni fa. Grazie a queste sequenze così ben integrate nel nostro genoma, la nostra specie si è evoluta ed è diventata unica nel mondo animale. Per la precisione il DNA esogeno si è mostrato essere indispensabile per lo sviluppo embrionale della nostra specie, e forse contribuiscono alla comparsa delle caratteristiche tipiche dell’uomo, come dimostrato dal un gruppo di ricercatori della Stanford University che stavano studiando la cellula uovo fecondata e i meccanismi di sviluppo delle cellule pluripotenti (blastocisti).

Studi e ricerca

retrovirus-jpg00c3d8cd-e799-4519-98a2-ef3dd07236d5largeI dettagli molecolari dello sviluppo biologico che porta da uno zigote a cellule pluripotenti, cioè a quelle cellule in grado di dare origine a qualsiasi tessuto dell’organismo, non sono ancora stati chiariti del tutto. Tuttavia si sapeva che in questo meccanismo erano coinvolte delle molecole di RNA non codificante, cioè lincRNA, detto anche RNA lungo intergenico non codificante. Data la loro caratteristica, essi non servono alla produzione delle proteine, ma in ogni caso influenzano l’espressione di altri geni.

Jens Durruthy-Durruthy e colleghi identificarono ben 2000 di questi lincRNA, però assai difficili da sequenziare e studiare data la presenza di sequenze ripetute al loro interno. Di questi 2000 lincRNA, 146 sono risultati specificamente espressi in cellule staminali embrionali, dei quali ne sono stati identificati 13 altamente espressi negli embrioni umani e fatti completamente da materiale genetico proveniente da retrovirus, nello specifico il HERV-H, endogenous retroviruses, che ha infettato i nostri antenati 9 milioni di anni fa.

Questo evento è dovuto al fatto che i virus, quando infettano, inseriscono il loro materiale genetico nelle cellule infettate con lo scopo di far produrre all’organismo tante copie di sé. Se la cellula in questione è una cellula germinale, allora la sequenza di DNA retrovirale verrà trasmessa in tutte le cellule e anche alle generazioni successive.

Il punto a favore di questo retrovirus è stata proprio la sua storia, cioè l’aver infettato la nostra specie  tanto tempo, cosa che gli ha permesso di  integrarsi alla perfezione nel nostro ambiente, creando una simbiosi particolare, trasformandosi da cellule virali in cellule funzionalmente utili alle altre.

Blastocisti dettagli

blastocistiA quattro giorni dalla fecondazione si ha la blastula, o blastocisti formata da cellule pluripotenti. Al suo interno si riescono ad identificare due gruppi cellulari: le CSE, cioè le cellule staminali embrionali che genereranno l’embrione e i vari organi, ma non gli  annessi embrionali, dette MASSA CELLULARE INTERNA, e il TROFOBLASTO, che darà origine agli annessi.

 

 

 

Conclusioni

Durruthy-Durruthy e colleghi hanno identificato tre lincRNA  (HPAT2, HPAT3 e HPAT5) che entrano in funzione solo nella massa cellulare interna della blastocisti e che, se bloccati, bloccano l’espressione di altri geni vitali. Inoltre, dettaglio assai importante, si è visto che queste sequenze retrovirali si trovano solamente nel genoma dei primati, facendo intuire la loro importanza e contributo dato all’evoluzione e  all’acquisizione di quelle caratteristiche che ci hanno resi unici.

 

Raluca Stoica

Fonte: Nature

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