Genoma della missina: l’evoluzione dei vertebrati

I ricercatori hanno sequenziato il genoma della missina, fornendo informazioni vitali sull'evoluzione dei vertebrati e sulla storia della duplicazione del genoma

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Genoma della missina: l'evoluzione dei vertebrati
Genoma della missina: l'evoluzione dei vertebrati

I ricercatori hanno sequenziato il genoma della missina, fornendo informazioni vitali sull’evoluzione dei vertebrati e sulla storia della duplicazione del genoma.

Un team scientifico internazionale composto da più di 40 autori provenienti da sette paesi diversi, guidato dal ricercatore dell’Università di Malaga Juan Pascual Anaya, è riuscito a sequenziare il primo genoma del myxini – noto anche come ‘hagfish’ – l’unico pesce di grandi dimensioni, appartenente al gruppo di vertebrati, per il quale non esisteva ancora un genoma di riferimento di nessuna delle sue specie.

Questa scoperta, pubblicata sulla rivista scientifica Nature Ecology & Evolution, ha permesso di decifrare la storia evolutiva delle duplicazioni del genoma – numero di volte in cui un genoma è completamente duplicato – avvenute negli antenati dei vertebrati, un gruppo che comprende anche gli esseri umani.

“Questo studio ha importanti implicazioni in campo evolutivo e molecolare, poiché ci aiuta a comprendere i cambiamenti nel genoma che hanno accompagnato l’origine dei vertebrati e le loro strutture più uniche, come il complesso cervello, la mascella e gli arti”, ha spiegato lo scienziato del Dipartimento di Biologia Animale dell’UMA Pascual Anaya, che ha coordinato la ricerca.

Pertanto, la ricerca, durata quasi un decennio, è stato condotta da un consorzio internazionale che comprende più di 30 istituzioni provenienti da Spagna, Regno Unito, Giappone, Cina, Italia, Norvegia e Stati Uniti, inclusa l’Università di Tokyo, l’istituto di ricerca giapponese RIKEN, l’Accademia cinese delle scienze e il Centro per la regolazione genomica di Barcellona.

Collegamento ecologico

I myxini o “missini” sono un gruppo di animali che popolano le zone oceaniche profonde conosciuti per la quantità di mucosa che rilasciano quando si sentono minacciati – oggetto della ricerca delle aziende cosmetiche – e, anche, per il loro ruolo di collegamento ecologico nei fondali marini.



Finora il loro genoma non era mai stato sequenziato a causa della sua complessità, poiché sono composti da un gran numero di microcromosomi, che a loro volta sono composti da sequenze ripetitive. A ciò si aggiunge la difficoltà di accesso al materiale biologico.

“Inoltre, questi microcromosomi si perdono durante lo sviluppo dell’animale, per cui solo gli organi genitali mantengono un intero genoma”, ha spiegato Juan Pascual Anaya.

Duplicazioni del genoma

Nello specifico, per questo studio, in collaborazione con l’Accademia cinese delle Scienze, il genoma sequenziato è quello dell’Eptatretus Burgi, che vive nel Pacifico, sulle coste dell’Asia orientale. Per raggiungere questo obiettivo, i ricercatori hanno generato dati fino a 400 volte più grandi del suo genoma, utilizzando tecniche avanzate – Hi-C – di prossimità cromosomica e riuscendo ad assemblarlo a livello cromosomico.

“Ciò ci ha permesso di confrontare, ad esempio, l’ordine dei geni tra questo e il resto dei vertebrati, compresi gli squali e gli esseri umani, e, quindi, risolvere uno dei più importanti dibattiti aperti nell’evoluzione genomica: il numero di duplicazioni del genoma e quando queste si sono verificate all’origine delle diverse linee di vertebrati”, ha dichiarato lo scienziato dell’UMA, aggiungendo che grazie a ciò ora sappiamo che l’antenato comune di tutti i vertebrati deriva da una specie il cui genoma una volta era completamente duplicato.

Successivamente, secondo Pascual Anaya, i lignaggi che hanno dato origine ai moderni vertebrati mandibolari e non mandibolari si sono separati, e ciascuno di questi ha rimoltiplicato il proprio genoma in modo indipendente: mentre i primi, che includono l’uomo, lo hanno duplicato, i secondi lo hanno triplicato.

Impatto evolutivo

Un’analisi della funzionalità dei genomi, basata su rarissimi campioni di embrioni mixini, effettuata nel prestigioso laboratorio del professor Shigeru Kuratani del RIKEN; e uno studio sul possibile impatto delle duplicazioni del genoma su ciascun vertebrato, sviluppato insieme al professore dell’Università di Bristol e membro della Royal Society Phil Donoghue, completano questa ricerca multidisciplinare che è fondamentale per comprendere la storia evolutiva dei vertebrati, poiché fornisce prospettive sugli eventi genomici che, probabilmente, hanno portato alla comparsa di importanti caratteristiche dei vertebrati, come la struttura del cervello, gli organi sensoriali o le cellule della cresta neurale, tra cui un aumento della complessità regolatoria, cioè un maggior numero di interruttori che attivano geni accesi/spenti.

Fonte: Nature Ecology & Evolution

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