I ricercatori di Conicet suggeriscono una nuova origine per la riproduzione sessuale | Il lavoro è stato pubblicato sulla rivista Nature Communications

Uno studio condotto dagli scienziati di Conicet e pubblicato su Nature Communications fornisce nuovi indizi per capirlo L’origine della riproduzione sessuale. L’articolo lo suggerisce La proteina responsabile della fusione di due cellule sessuali (gameti) ha origine negli archaea, organismi unicellulari, senza nucleo né sesso, che insieme ai batteri hanno dato origine alla vita su questo pianeta almeno 3,5 miliardi di anni fa. Questa ipotesi invita a pensare al concetto di ‘attività sessuale primitiva’, ancor prima della riproduzione sessuale come è oggi conosciuta. Questo è: Prima che il sesso esistesse su questo pianeta, le proteine ​​di base che avrebbero poi partecipato alla riproduzione sessuale erano già sulla Terra.

Articolo preparato in collaborazione con specialisti di Uruguay, Svizzera, Israele e Svezia, suggerisce che il fusogeno, la proteina che aiuta lo sperma e l’uovo a fondersi durante la riproduzione, si sia evoluto da altri già nei batteri antichi. In questo modo, dal fosogeno contenuto in questi organismi primitivi, sono nate anche proteine ​​che avrebbero poi consentito la riproduzione in piante e animali invertebrati più complessi. Per verificarlo, il team internazionale di specialisti ha utilizzato strumenti di diverse discipline, come la biologia computazionale, la cristallografia a raggi X, la biologia cellulare e l’intelligenza artificiale.

punto di svolta

Gli archaea, come i batteri, sono unicellulari, privi di membrane e sono le prime forme di vita. “Sono 1,5 miliardi di anni più vecchi degli eucarioti. In effetti, si pensa che gli organismi costituiti da queste cellule siano sorti quando gli archaea hanno ingerito i batteri e li hanno ridotti in schiavitù come una fabbrica di energia, trasformandoli in mitocondri”, sottolinea. Paolo AguilarD., direttore dello studio e ricercatore Conicet presso l’Istituto di Fisiologia, Biologia Molecolare e Neuroscienze (Ifibyne).

Per comprendere il significato del contributo di questi studiosi, è necessario fornire un contesto, motivo per cui il loro contributo può fungere da punto di svolta. “Finora, il consenso scientifico ha indicato che la riproduzione sessuale è esistita dall’emergere degli eucarioti. Se si rintracciano le proteine ​​necessarie per eseguire questo processo, si trovano in tutti gli organismi eucariotici. L’inferenza, quindi, suggerisce che la riproduzione sessuale fosse un’invenzione degli organismi eucariotici. Primitivo fino a dopo si è diversificato in organismi complessi come quelli che conosciamo oggi”, spiega Aguilar.

La storia nota, in questa linea, racconta che gli eucarioti (cellule più complesse, con materiale genetico nel nucleo) apparvero 2 miliardi di anni fa (1500 milioni di anni dopo archei e batteri) e da lì quasi tutti gli organismi complessi, come piante, parassiti e animali. Con l’avvento di queste cellule è apparsa la riproduzione sessuale, in parole povere, dalla fusione dei gameti viene creato un nuovo organismo. Questa è una grande differenza con i batteri e i batteri più vecchi che non eseguono questo processo.

In questo quadro, il lavoro mette in discussione il modello consolidato: anche se finora è stato suggerito che i fusogeni, cioè le principali proteine ​​che ne consentono la replicazione, potrebbero aver avuto origine nei virus e poi essere trasferiti nelle cellule eucariotiche (con nuclei e membrane).); Allo stato attuale, sulla base di questo contributo, si può affermare che in effetti L’origine della proteina che coopera per la riproduzione sessuale esiste da molto tempo.

Dal dilemma alla trilogia

Per la fusione di due gameti, ci sono proteine ​​attivamente coinvolte, le fusexine. Sebbene si pensasse che si fossero originate 2 miliardi di anni fa, la ricerca guidata da Aguilar ipotizza che queste proteine ​​fossero presenti anche negli archaea, quindi la loro origine risale a 3,5 miliardi di anni fa, il che significa che erano già presenti in microrganismi che non si riproducevano sessualmente. . Il che significa di più: Una proteina vitale per l’impalcatura della riproduzione sessuale sembra essere più antica del sesso.

“Esiste una proteina che integra i gameti nelle piante, nei protisti e negli insetti. Nel 2017, abbiamo riferito che era la stessa che il virus della dengue o il virus Zika usa per integrarsi con la cellula ospite. Il dilemma era se il gene inventato fosse un virus, è sopravvissuto negli eucarioti ancestrali ed è stato utilizzato per la riproduzione, o se fosse solo un’invenzione degli eucarioti e di alcuni virus, in seguito lo hanno rubato e lo hanno usato per invadere le cellule”, descrive il ricercatore. Quello che una volta era un dilemma, dalla pubblicazione, diventa un triplo dilemma, perché è apparso un nuovo giocatore. “Può aver avuto origine nei virus, negli eucarioti o negli archaea. Ci rimane quest’ultima opzione.anche se al momento non possiamo dimostrarlo con forza”, ammette.

Sebbene gli archaea siano molto antichi, si trovano ancora in luoghi con condizioni estreme, come deserti, saline e geyser.

Ramificazioni

pubblicato in Comunicazioni sulla natura Potrebbe servire per far avanzare le frontiere della conoscenza in questo campo specializzato: sapere come utilizzare queste proteine ​​multiuso che consentono ad alcuni virus, come la dengue e lo Zika, di infettare le cellule; Nel frattempo, consente la fecondazione negli organismi eucarioti come piante e parassiti. “Lo studio di questi meccanismi in futuro potrebbe interrompere il ciclo di vita di alcuni virus e parassiti che ci infettano”, afferma Aguilar.

Infine, sottolinea: “Nella misura in cui tutte queste ipotesi possono essere risolte empiricamente, saremo in grado di generare nuove cellule, cellule inesistenti, al fine di affrontarle nel lavoro di ingegneria cellulare. Potrebbe essere estremamente importante .”