Si tratta di un progetto di lavoro su 500 milioni di anni. Solo che questa volta, invece di giocare su uno schermo cinematografico in Jurassic Park, sta accadendo in un laboratorio presso il Georgia Institute of Technology.
Utilizzando un processo chiamato evoluzione paleo-sperimentale, i ricercatori della Georgia Tech hanno resuscitato un gene di 500 milioni di anni da batteri e inserito in moderni Escherichia coli ( E. coli ). Questo batterio è stato fatto crescere per più di 1.000 generazioni , dando agli scienziati un posto in prima fila per osservare l’evoluzione in atto.
“Questo è quanto più vicino si possa arrivare al riavvolgimento e riproduzione del nastro molecolare della vita”, ha detto lo scienziato Betul Kacar. ”La capacità di osservare un antico gene in un organismo moderno, come si evolve all’interno di una cellula moderna ci permette di vedere se la traiettoria evolutiva una volta avviata si ripeterà o se si adatterà seguendo un percorso diverso.”
Nel 2008, il consulente di Kaçar,il professore di biologia Eric Gaucher, ha determinato con successo la sequenza genetica antica dell’allungamento Fattore-Tu (E-F-Tu), una proteina essenziale in Escherichia coli. EFs è una delle proteine più abbondanti in batteri, si trova in tutta la vita cellulare conosciuta e necessari per batteri di sopravvivere. Questo ruolo fondamentale l’ha resa una proteina ideale per gli scienziati per rispondere alle domande sull’evoluzione.
Dopo aver raggiunto il difficile compito di porre il gene antico nell’ordine cromosomico corretto e nella posizione al posto del gene moderno all’interno E.coli , Kacar ha prodotto otto ceppi batterici identici che hanno permesso alla “vita antica” la ri-evoluzione. Questo batterio chimericho composto da geni sia antichi e moderni è sopravvissuto, ma è cresciuto di circa due volte più lento rispetto al suo omologo composta di soli geni moderni.
“L’organismo alterato non era così sano o in forma come la sua versione moderna, almeno inizialmente,” ha detto Gaucher, “e questo ha creato uno scenario perfetto che avrebbe permesso all’organismo alterato di adattarsi e diventare più in forma in quanto ogni giorno che passa ha accumulato mutazioni”.
Il tasso di crescita è aumentato alla fine e, dopo le prime 500 generazioni, gli scienziati hanno sequenziato i genomi di tutti e otto i lignaggi per determinare come i batteri si sono adattati. Non solo i livelli di forma fisica sono aumentati ai livelli quasi attuali, ma inoltre alcune delle stirpi alterate sono realmente diventati più sani delle loro controparti moderne.
Quando i ricercatori hanno guardato più da vicino,hanno notato che ogni gene E-F-Tu non ha accumulato le mutazioni. Invece, le proteine moderne che interagiscono con il E-F-Tu antico dentro i batteri avevano subito una mutazione responsabili di un rapido adattamento che ha aumentato la forma fisica dei batteri. In breve, il gene antico ancora non ha subito una mutazione per diventare più simile alla sua forma moderna, ma piuttosto, i batteri hanno trovato una nuova traiettoria evolutiva per adattarsi.
Questi risultati sono stati presentati in occasione della recente Conferenza internazionale di Astrobiologia della NASA Science. Gli scienziati continueranno a studiare nuove generazioni, in attesa di vedere se la proteina seguirà il suo percorso storico o se si adotterà attraverso un percorso del tutto nuovo.
“Pensiamo che questo processo ci permetterà di affrontare diverse questioni di lunga data nel campo della biologia evolutiva e molecolare”, ha detto Kacar. ”Tra questi, vogliamo sapere se la storia di un organismo limita il suo futuro e se l’evoluzione porta sempre ad un unico punto definito o se l’evoluzione ha molteplici soluzioni per un dato problema.”
Fonte:
phys.org/news/2012-07-scientists-million-year-old-gene-mod...