Danio rerio: un pesce modello con un genoma non modello
Pubblicato sulla rivista Nature il genoma del pesce zebra Danio rerio, assiduo “ospite” di numerosi laboratori di genetica ed embriologia
A differenza di quanto sinora riportato nei mammiferi, il 40% del genoma di Danio è dato trasposoni, mentre tali elementi costituiscono solo il 3% nel genoma umano. Sino ad oggi il rospo Xenopus tropicalis
con il suo 25% di genoma dato da trasposoni era il vertebrato con più trasposoni, ma questo dato risulta decisamente più ridotto rispetto a quanto osservato nel danio zebrato.
Sebbene la sperimentazione animale in questo momento non sia molto popolare, per chi lavora con modelli animali è stato recentemente pubblicato un articolo interessante dedicato al sequenziamento del genoma del pesce zebra, Danio rerio. Questo piccolo pesce d’acqua dolce, facile da allevare in laboratorio dove genera una prole numerosa tutto l’anno, è un modello sperimentale molto usato per studi tossicologici, embriologici e genetici, tra cui anche studi volti a comprendere malattie umane.
La comparsa di numerosi pseudogeni è stata spesso correlata alla presenza di retrotrasposoni. Questi elementi genetici mobili possono infatti favorire sia le duplicazioni di geni o di loro parti, che il riarrangiamento delle sequenze duplicate. Un aspetto interessante è che il genoma umano (ricco di pseudogeni) contiene una elevata quantità di retrotrasposoni e pochi trasposoni. Al contrario, quasi il 40% del genoma di Danio è dato trasposoni, mentre tali elementi costituiscono solo il 3% del genoma umano. Sino ad oggi il rospo Xenopus tropicalis con il suo 25% di genoma dato da trasposoni era il vertebrato con più trasposoni, ma questo dato risulta decisamente più ridotto rispetto a quanto osservato nel danio zebrato.
Sebbene i dati sinora illustrati rivelino che questo piccolo teleosteo potrebbe essere un intrigante modello per studiare il contributo di trasposoni e duplicazioni geniche nell’evoluzione del genoma, in realtà il primario interesse molecolare per zebra fish è legato alla possibilità di usare questa specie per capire le basi di numerose patologie umane, anche in funzione della possibilità di manipolarne il genoma andando a modificare i livelli di espressioni di geni di interesse. Per quanto riguardo i geni presenti, il 69% dei geni di D. rerio ha un ortologo nel genoma umano e vi sono oltre 10.000 geni che sono condivisi tra uomo, Danio, topo e pollo a suggerire l’esistenza di una ampio set di geni essenziali nei vertebrati.
Bibliografia
Howe K.(2013) The zebrafish reference genome sequence and its relationship to the human genome. Nature 496: 498-503.
Biologo e genetista all’Università di Modena e Reggio Emilia, dove studia le basi molecolari dell’evoluzione biologica con particolare riferimento alla citogenetica e alla simbiosi. Insegna genetica generale, molecolare e microbica nei corsi di laurea in biologia e biotecnologie. Ha pubblicato più di centosessanta articoli su riviste nazionali internazionali e tenuto numerose conferenze nelle scuole. Nel 2020 ha pubblicato per Zanichelli il libro Nove miliardi a tavola- Droni, big data e genomica per l’agricoltura 4.0. Coordina il progetto Le cause dell’evoluzione dedicato alla pubblicazione di articoli e libri relativi alla teoria dell’evoluzione tra fine Ottocento e inizio Novecento in Italia.