SAI: una nuova regola della biologia?

John Tower, biologo molecolare della USC Dornsife, ha proposto una nuova regola biologica incentrata "sull’instabilità selettivamente vantaggiosa” (SAI), la quale suggerisce che una certa instabilità nei sistemi biologici offre vantaggi evolutivi

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SAI: una nuova regola della biologia?
SAI: una nuova regola della biologia?

John Tower, biologo molecolare della USC Dornsife, ha proposto una nuova regola biologica incentrata “sullinstabilità selettivamente vantaggiosa” (SAI), la quale suggerisce che una certa instabilità nei sistemi biologici offre vantaggi evolutivi. Questo principio sfida la preferenza convenzionale per la stabilità, indicando che l’instabilità può contribuire alla diversità genetica, all’evoluzione e persino all’invecchiamento.

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Oltre la stabilità: la SAI di John Tower

John Tower, biologo molecolare della USC Dornsife, ha suggerito che mentre gli esseri viventi generalmente preferiscono la stabilità per conservare energia e risorse, anche l’instabilità può svolgere un ruolo cruciale.

Una regola della biologia, a volte chiamata legge biologica, descrive un modello riconosciuto o una verità lapalissiana tra gli organismi viventi. La regola di Allen, ad esempio, afferma che tra gli animali a sangue caldo, quelli che si trovano nelle aree più fredde hanno arti più corti e più spessi (per conservare il calore corporeo) rispetto a quelli delle regioni più calde, che necessitano di una maggiore superficie corporea per dissipare il calore.

Lo zoologo Joel Allen ha formulato questa idea nel 1877 e, sebbene non sia stato il primo né l’ultimo a presentare una regola della biologia, la sua è una delle poche ad aver ottenuto l’accettazione tra gli scienziati.



Ora, John Tower, Professore di scienze biologiche alla USC Dornsife, ritiene di aver scoperto un’altra regola della biologia, pubblicata sulla rivista Frontiers in Aging.

In questa simulazione al computer di una struttura autoreplicante, il quadrato rosa rappresenta il segnale per degradare la connessione tra la struttura “genitrice” (a sinistra) e la sua “progenie” (a destra). Questo degrado è un esempio di instabilità benefica nelle strutture biologiche. Credito: per gentile concessione di John Tower
In questa simulazione al computer di una struttura autoreplicante, il quadrato rosa rappresenta il segnale per degradare la connessione tra la struttura “genitrice” (a sinistra) e la sua “progenie” (a destra). Questo degrado è un esempio di instabilità benefica nelle strutture biologiche. Credito: per gentile concessione di John Tower

la SAI rivoluziona la comprensione di evoluzione, invecchiamento e vita

La regola di Tower si contrappone all’idea consolidata che gli organismi viventi prediligano la stabilità all’instabilità, in quanto quest’ultima richiede un minor dispendio di energia e risorse. Un esempio lampante di questa tendenza in natura è rappresentato dagli esagoni, frequentemente osservabili nei favi e negli occhi degli insetti. La loro forma stabile permette di coprire una superficie con la minima quantità di materiale possibile.

Tower ha centrato la sua regola sull’instabilità, in particolare su un concetto chiamato “instabilità selettivamente vantaggiosa” o SAI, in cui una certa volatilità nei componenti biologici, come proteine ​​e materiale genetico, fornisce un vantaggio alle cellule.

Egli ha sostenuto con fermezza che l’instabilità selettivamente vantaggiosa (SAI) sia un elemento imprescindibile della biologia: “Anche le cellule più semplici possiedono proteasi e nucleasi che degradano e sostituiscono regolarmente proteine ​​e RNA. Questo processo dimostra chiaramente che la SAI è una condizione essenziale per la vita stessa”.

Le sue parole hanno sottolineato come la degradazione e la sostituzione di componenti cellulari, seppur apparentemente destabilizzanti, siano in realtà meccanismi fondamentali per il corretto funzionamento delle cellule. La SAI, quindi, non rappresenta un ostacolo alla vita, bensì un fattore chiave per la sua stessa esistenza.

L’instabilità selettivamente vantaggiosa (SAI) potrebbe giocare un ruolo fondamentale non solo nell’evoluzione, come già visto, ma anche nell’invecchiamento. Il processo di creazione e sostituzione di componenti instabili all’interno delle cellule richiede un dispendio di materiali ed energia, a cui si aggiunge l’eventuale costo energetico per la loro scomposizione.

Essa, inoltre, permettendo la coesistenza di geni normali e mutati all’interno di una cellula, potrebbe accelerare l’invecchiamento se il gene mutato risultasse dannoso, come ha ipotizzato Tower.

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Conclusioni

Le implicazioni della SAI si estendono ben oltre l’evoluzione e l’invecchiamento, interessando ambiti scientifici di grande fascino come la teoria del caos, la criticità, i modelli di Turing e la “coscienza cellulare”. Le ricerche condotte in questi campi suggeriscono che la SAI potrebbe svolgere un ruolo chiave in tutti questi fenomeni.

Alla luce della sua apparente ubiquità in biologia e delle sue vaste implicazioni, Tower sostiene che la SAI potrebbe rappresentare la più recente regola della biologia, aprendo nuove frontiere nella comprensione dei complessi meccanismi che governano la vita a livello cellulare.

L’idea di Tower sfida la visione convenzionale che associa la stabilità a condizioni ottimali per la vita. La sua teoria propone un paradigma innovativo che ridefinisce il ruolo dell’instabilità nei processi biologici, rivelando un aspetto cruciale dell’equilibrio dinamico che regola la vita a livello cellulare.

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