Cosa succede quando si scambia un gene umano con quello di Neanderthal?

Quali sono le differenze chiave tra gli esseri umani moderni ei nostri parenti più stretti, i Neanderthal ei Denisoviani? Per i Neanderthal, non sembra esserci alcun tipo di differenza evidente. Usavano strumenti sofisticati, creavano arte e si stabilivano in ambienti molto difficili. Ma, per quanto ne sappiamo, la loro popolazione complessiva non è mai stata particolarmente alta. Quando gli esseri umani moderni sono arrivati ​​sulla scena in Eurasia, il nostro numero è cresciuto, ci siamo diffusi ancora di più, ei Neanderthal ei Denisoviani finirono per essere sfollati e alla fine estinti.

Con la nostra capacità di ottenere DNA antico, abbiamo ora dato uno sguardo ai genomi sia dei Neanderthal che dei Denisoviani, il che ci permette di porre una domanda più specifica: alcune delle nostre differenze potrebbero essere dovute alla genetica?

Le tre specie sono parenti stretti, quindi il numero di differenze nelle nostre proteine ​​è relativamente piccolo. Ma un grande gruppo di ricerca internazionale ne ha identificato uno e l’ha re-ingegnerizzato in cellule staminali ottenute da esseri umani moderni. E i ricercatori hanno scoperto che il tessuto neurale costituito da queste cellule presenta notevoli differenze rispetto allo stesso tessuto cresciuto con la moderna versione umana di questo gene.

Come primo passo nel loro lavoro, i ricercatori hanno dovuto decidere su un gene da prendere di mira. Come accennato in precedenza, i genomi di tutte e tre le specie sono estremamente simili. E la somiglianza aumenta solo quando guardi quelle parti del genoma che codificano le proteine. Un’ulteriore complicazione è che alcune delle versioni di geni trovati nei Neanderthal si trovano ancora in una frazione della popolazione umana moderna. Quello che i ricercatori volevano fare era trovare un gene in cui sia i Neanderthal che i Denisoviani avevano una versione e quasi tutti gli esseri umani moderni ne avevano un’altra.

Su decine di migliaia di geni, ne hanno trovati solo 61 che hanno superato questo test. Quello su cui hanno scelto di concentrarsi è stato chiamato NOVA1. Nonostante il nome dal suono esplosivo, NOVA1 è stato semplicemente chiamato dopo essere stato originariamente trovato associato al cancro: Antigene ventrale neuro-oncologico 1. Uno sguardo attraverso l’albero genealogico dei vertebrati mostra che Neanderthal e Denisovani condividono una versione di NOVA1 con tutto, dagli altri primati ai polli, il che significa che era presente nell’antenato che i mammiferi condividevano con i dinosauri.

Eppure quasi tutti gli esseri umani hanno una versione diversa del gene (nella ricerca di un quarto di milione di genomi in un database, i ricercatori sono stati in grado di identificare solo tre istanze della versione di Neanderthal). La differenza è sottile – lo scambio di un amminoacido strettamente correlato in una singola posizione nel gene – ma è una differenza. (Per coloro a cui importa, è l’isoleucina alla valina.)

Ma NOVA1 è il tipo di gene in cui piccoli cambiamenti possono potenzialmente avere un grande impatto. Gli RNA utilizzati per produrre proteine ​​sono inizialmente costituiti da una miscela di parti utili separate da inutili spaziatori che devono essere giuntati. Per alcuni geni, le diverse parti possono essere unite insieme in più di un modo, consentendo di creare forme distinte di una proteina dallo stesso RNA di partenza. NOVA1 regola il processo di splicing e può determinare quale forma di più geni viene prodotta nelle cellule in cui è attiva. Per NOVA1, le cellule in cui è attivo comprendono molte parti del sistema nervoso.

Se l’ultimo paragrafo è stato un po ‘confuso, la versione breve è questa: NOVA1 può modificare i tipi di proteine ​​prodotte nelle cellule nervose. E poiché il comportamento è un’area in cui gli esseri umani moderni potrebbero essere stati diversi dai Neanderthal, è un obiettivo interessante di questo tipo di studi.

Ovviamente, ci sono problemi etici nel cercare di vedere cosa farebbe la versione di Neanderthal negli esseri umani reali. Ma alcune tecnologie sviluppate nell’ultimo decennio circa ora ci consentono di affrontare la questione in un modo molto diverso. Per prima cosa i ricercatori sono stati in grado di prendere cellule da due persone diverse e convertirle in cellule staminali, in grado di svilupparsi in qualsiasi cellula del corpo. Quindi hanno utilizzato la tecnologia di modifica genetica Crispr per convertire la versione umana del gene nella versione di Neanderthal. (Oppure, se sei meno caritatevole, potresti chiamarla la versione del pollo.)

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