Quanti e quali geni stanno evolvendo nel genoma umano? Piu' di 700, secondo una ricerca pubblicata in questi giorni su PLoS Biology.
Jonathan Pritchard, professore di genetica umana alla University of Chicago, ha sondato il genoma di numerose popolazioni umane alla ricerca di geni che stanno cambiando, sotto una pressione selettiva che ha agito negli ultimi diecimila anni.
Come si scoprono questi geni? Se un allele (cioe' una delle possibili forme di un gene) sta andando incontro a selezione positiva, la sua frequenza nella popolazione aumenta rapidamente; talmente rapidamente che esso non dara' luogo a ricombinazione. In questo modo, i cromosomi che portano quell'allele presenteranno una particolare omogeneita': questo e' il segnale che indica quali siano i geni che stanno evolvendo e che si stanno diffondendo nella popolazione. I geni sono a loro volta legati a particolari funzioni e a sistemi che si stanno adattando alle nuove condizioni rapidamente impostesi a Homo sapiens dalla fine del Pleistocene, come l'avvento dell'agricoltura (che ha portato con se' nuove abitudini alimentari), il diffondersi delle malattie (causato dall'aumento della densita' di popolazione), l'occupazione di nuovi habitat e le diverse condizioni climatiche.
Per lo studio, condotto con l'ausilio del sistema di classificazione PANTHER (Protein ANalysis THrough Evolutionary Relationships), sono stati scelti 209 individui non imparentati, suddivisi in tre gruppi:
Est-Asiatici (cinesi e giapponesi), Europei e Africani (Yoruba della Nigeria).
I genomi di tutti e tre i gruppi hanno mostrato segni di selezione positiva, e inoltre il 20% dei segnali sono in comune tra i gruppi. Anche la popolazione africana sub-sahariana degli Yoruba presenta segni inequivocabili di selezione recente, fenomeno che veniva escluso in numerosi studi precedenti. Tra i geni che stanno evolvendo, sono stati confermati due sospettati in precedenti studi, e cioe' quello che determina ipertensione per sensibilita' al cloruro di sodio e quello che permette la sintesi della lattasi, l'enzima che consente al 90% della popolazione europea di digerire il latte anche in eta' adulta. Nell'articolo trovate la lista delle sedici categorie piu' importanti di geni interessati ai processi selettivi: tra queste, sono particolarmente significative quelle che raggruppano geni impegnati nel senso dell'olfatto, nella riproduzione e nella competizione sessuale, nel metabolismo dei carboidrati, nello sviluppo cerebrale e nella morfologia, tra cui la pigmentazione dell'epidermide.
Ci sono anche differenze tra i gruppi studiati: il gruppo est-asiatico, ad esempio, mostra un forte segnale di selezione per la mutazione del gene che conduce alla produzione dell'enzima alcool deidrogenasi (ADH): il gene sta subendo una mutazione che lo rende non funzionale, questa viene selezionata e la popolazione non e' piu' in grado di metabolizzare l'alcool. Anche geni metabolici antichi, responsabili di un rapido aumento di peso in occasione di un'assunzione discontinua di grandi quantita' di cibo, stanno subendo una pressione selettiva: con l'avvento dell'agricoltura, e cioe' di fonti continue e regolari di cibo, questi geni sono ormai controproducenti, in quanto provocano un aumentato fenomeno di obesita' tra la popolazione.
Studi di questo tipo sono particolarmente utili non solo per determinare la storia evolutiva umana, ma anche per compiere passi in avanti nella farmacogenomica: essi aiutano infatti ad identificare i diversi genotipi (aplotipi) di una popolazione con l'obiettivo di rendere mirato, se non addirittura personalizzato, il trattamento farmacologico.
Paola Nardi
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