L’interesse della NASA per il ribosoma

Uno studio sponsorizzato dall’Istituto di Astrobiologia della NASA ci porta indietro nel tempo, alla scoperta del ribosoma ancestrale, uno dei primi protagonisiti della storia della vita sul nostro pianeta


Il nucleo centrale del ribosoma, struttura essenziale in tutte le cellule, che garantisce la traduzione dell’mRNA in proteine, è altamente conservato in tutte le specie viventi. Gli strati più esterni, invece, sono variabili e testimoniano uno dei cammini evolutivi più lunghi della storia della vita sulla Terra. 

In un nuovo studio, pubblicato su PNAS, sono state comparate le strutture tridimensionali dei ribosomi di varie specie, con diversi livelli di complessità biologica, in particolare umani, batteri, lieviti e archaea. Questo approccio ha permesso di scavare nella storia del ribosoma, “sfogliando”, con l’aiuto della tecnologia digitale, gli strati esterni dei ribosomi moderni per riscoprirne le strutture primordiali. I ricercatori del Georgia Institute of Technology hanno così appurato come il nucleo centrale del ribosoma sia rimasto sostanzialmente lo stesso in tutti gli organismi viventi e come, a una maggiore complessità dell’organismo, corrisponda un crescente livello di complessità dei ribosomi. 

Le differenze fra le varie specie, rivelano come segmenti aggiuntivi di rRNA si siano progressivamente aggiunti alla struttura del ribosoma, senza alterarne la porzione centrale e lasciando distintive impronte che gli autori della ricerca hanno ribattezzato “insertion fingerprints”. Grazie a queste impronte è stato possibile identificare i siti di possibile espansione rispetto al nucleo centrale e procedendo a ritroso generare un modello del ribosoma primordiale, risalente a più di 3 miliardi di anni fa, prima del cosiddetto ultimo antenato comune universale (LUCA). La ricostruzione, inoltre, ha permesso di fare delle ipotesi sulle diverse fasi evolutive attraversate dai ribosomi e di come le varie modifiche abbiano modificato via via non solo la struttura, ma anche la funzionalità del ribosoma stesso. 

Per ammirare i risultati di questo affascinante progetto e i modelli tridimensionali elaborati, è disponibile su YouTube un video, firmato dai due sponsor dello studio, l’Istituto di Astrobiologia della NASA e il Centro per le Origini e l’Evoluzione del Ribosoma del Georgia Tech. 

Silvia Demergazzi


Riferimenti: 
Anton S. Petrov, et al. Evolution of the ribosome at atomic resolution. PNAS 2014; 111 (28):10251–10256 

Immagine: Loren Williams/Georgia Institute of Technology