L’acaro della polvere e l’interferenza dell’RNA

L’acaro della polvere presenta un modo inconsueto per silenziare i trasposoni che minacciano la stabilità genomica

Gli acari della polvere sono abitanti ubiquitari delle dimore umane, ove albergano di preferenza in materassi e tappeti, e sono comunemente noti per le allergie provocate dalle loro deiezioni. In realtà, questi minuscoli organismi appartenenti alla classe degli aracnidi presentano altri, e meno sgradevoli, motivi d’interesse.

Innanzitutto occorre chiarire i termini: quando si parla genericamente di taxon degli Acari s’intende una sottoclasse la cui storia fossile risale almeno al primo periodo devoniano e che presenta al proprio interno una straordinaria diversità; tuttavia le relazioni tra i membri del gruppo non sono ancora chiare e la sua monofilia è tuttora in discussione.

Una proposta recente è quella di suddividere gli Acari nei principali superordini di parassitiformi e acariformi: i primi comprendono le zecche; i secondi sono divisi negli ordini dei Trombidiformi, di cui fanno parte quelli che sono impropriamente chiamati “ragnetti” rossi e gialli, tristemente noti in agricoltura, e dei Sarcoptiformi, tra cui appunto gli acari della polvere.

Fra questi ultimi una delle specie più diffuse, soprattutto nell’America settentrionale, è la Dermatophagoides farinae, di cui gli autori di un recente studio pubblicato su PLOS Genetics hanno sequenziato il genoma. Il nome del genere, che significa “mangiapelle”, fa riferimento alle loro abitudini alimentari. Fortunatamente per noi, la pelle di cui si cibano è quella che abbiamo già perso; infatti, pur essendo discendenti di un antenato parassita, le forme attuali vivono in modo autonomo.

Il genoma dell’acaro della polvere ha riservato una sorpresa nei meccanismi d’interferenza dell’RNA. Occorre qui aprire una parentesi sugli elementi trasponibili detti trasposoni, sequenze di DNA che possono cambiare la propria posizione all’interno di un genoma, spostandosi o duplicandosi. Sebbene la loro presenza sia importante, fornendo materia per l’evoluzione del genoma, le mutazioni indotte possono essere dannose, per cui le cellule hanno sviluppato vari strumenti di difesa contro la proliferazione dei trasposoni.

Uno di questi meccanismi è l’interferenza dell’RNA (RNAi). Si tratta di un meccanismo epigenetico mediante il quale alcuni frammenti di RNA non codificante sono in grado di silenziare l’espressione genica, con un controllo post-trascrizionale, legandosi cioè all’RNA messaggero e impedendone la traduzione in proteine. Esistono varie classi di questi frammenti, ma una delle più importanti, presente in vertebrati e invertebrati, dalla Drosophila fino ai mammiferi, è rappresentata dagli RNA interagenti con la proteina Piwi (piRNA). Si tratta di brevi frammenti di RNA (da 24 a 35 nucleotidi di lunghezza) derivati da più lunghi precursori a filamento singolo, e amplificati da un meccanismo detto a “ping-pong”; legandosi alle proteine Piwi, formano il complesso che è responsabile della distruzione dell’RNA messaggero dei trasposoni.

Il processo basato su piRNA non è stato identificato nel genoma dell’acaro della polvere, in cui mancano le proteine Piwi; e sarebbe stato rimpiazzato da un meccanismo simile, ma la cui biogenesi è totalmente diversa, basato su RNA interferenti brevi (siRNA), molecole a doppio filamento, più corte delle piRNA. Queste brevi molecole sono prodotte da un tipo di enzima, presente nel genoma dell’acaro della polvere, chiamato Dicer, in inglese “affettatore”, giacché ricava le molecole di siRNA tagliando molecole più lunghe.

Cosa interessante, altri membri degli Acari possiedono il meccanismo a piRNA, come i tetranichidi, la famiglia dei già citati ragnetti fitofagi, stretti parenti dell’acaro della polvere; il che indica che la perdita di questa via epigenetica è un evento recente e caratteristico degli acari della polvere.

Gli autori, evidenziando la correlazione tra perturbazione della sorveglianza dei trasposoni e cambiamenti nell’ecologia, ritengono che la perdita del meccanismo piRNA negli acari della polvere sia avvenuta nell’antenato parassita, che fu sottoposto a drammatici cambiamenti del genoma durante l’acquisizione del nuovo stile di vita. Infatti la sequenza di eventi che portano ad adottare un comportamento parassita può richiedere un periodo di crisi, in cui il genoma subisce numerosi arrangiamenti per adattarsi al nuovo ambiente e interagire produttivamente con l’ospite. 

Da notare che gli acari della polvere rappresentano un caso abbastanza peculiare, giacché hanno subito un secondo cambiamento genomico per riacquisire un’ecologia di vita autonoma. Chi fosse interessato al mondo di questi curiosi organismi, può trovare qui un interessante (e divertente) articolo.


Riferimenti
http://journals.plos.org/plosgenetics/article?id=10.1371/journal.pgen.1007183

Immagine
Da Pixabay. https://pixabay.com/it/acaro-aceria-anthocoptes-acarina-67638/ Licenza Creative commons CC0.