Il gene mancante e la nostra origine di mammiferi notturni

Il gene mancante e la nostra origine di mammiferi notturni

La mancanza nei mammiferi, compreso Homo sapiens, di un particolare fotorecettore tradirebbe la nostra origine ancestrale di mammiferi notturni.

Lo afferma il biologo Jim Bellingham della University of Manchester in un articolo apparso su PLoS Biology. Dopo la recente scoperta in tutte le classi dei vertebrati (dallo xenopo liscio, un anfibio africano, ai topi, agli umani) del gene della melanopsina (Opn4), un fotopigmento presente in alcuni fotorecettori interni della retina, si riteneva che esso fosse un vero e proprio ortologo (gli ortologhi sono geni omologhi originatisi in seguito ad eventi di speciazione, che mantengono generalmente la stessa funzione in specie diverse). Il fotorecettore in questione non ha la funzione di coni e bastoncelli: e' infatti impegnato in processi, come il riconoscimento dei ritmi circadiani e la contrazione della pupilla, non legati direttamente alla costruzione dell'immagine visiva. Bellingham pero' annuncia oggi la scoperta di un nuovo gene della melanopsina in pesci, anfibi e uccelli, denominato Opn4m, vero ortologo di quello dei mammiferi: di conseguenza il gene precedentemente scoperto, che dopo attenta analisi non ha trovato completa corrispondenza nei mammiferi, e' stato ridenominato Opn4x. Negli esaurienti esperimenti in silico (cioe' con la tecnica del microarray) del gruppo di ricerca di Bellingham, i tessuti fotosensibili di polli, pesci zebra e xenopi esprimono entrambi i geni Opn4m e Opn4x, mentre non c'e' espressione di Opn4x nel genoma dei mammiferi placentati e marsupiali studiati: questo gene e' stato perso mentre questi gruppi evolvevano, probabilmente per riorganizzazione cromosomica.
Quale significato evolutivo si cela dietro a questo evento? Quali sono le precise funzioni dei due fotopigmenti? Quale vantaggio adattativo ha comportato la ritenzione di entrambi i geni da parte di molti vertebrati non mammiferi? Perche' i mammiferi hanno perso Opn4x nel corso della loro evoluzione? Cosa comporta per Homo sapiens la mancanza di Opn4x? Molte sono le domande alle quali Bellingham vuole dare una risposta, e proprio circa il penultimo quesito l'autore prova ad avanzare un'affascinante ipotesi: dei due geni sopravvissuti per centinaia di milioni di anni nel genoma dei vertebrati, uno e' forse stato perso dai piccoli mammiferi del mesozoico, pressoche' completamente notturni in quanto costretti alla convivenza con i dinosauri!!
Se cosi' fosse, altre specie non mammifere adattate ad ambienti quasi privi di luce (serpenti, gechi o pesci di profondita') potrebbero aver perso Opn4x: questo e' sicuramente uno dei primi studi ai quali si dedichera' il gruppo di Manchester.

Paola Nardi