Nel variegato mondo dei funghi, probabilmente non c’è miglior genere dell’Aspergillus per illustrare come queste affascinanti creature possano essere, per gli esseri umani, un enorme problema o un ottimo strumento. All’interno del genere Aspergillus convivono, infatti, specie come l’Aspergillus fumigatus, patogeno fra i più pericolosi e specie come l’Aspergillus niger, meravigliosa “fabbrica cellulare” largamente utilizzata nell’industria, oltre alle diverse specie utilizzate in oriente per la produzione di salse e bevande come il sake e la salsa di soia.

Gli autori di questa review, pubblicata su Trends in Microbiology, descrivono in poche pagine gli enormi passi avanti fatti nella decifrazione del genoma di Aspergillus, considerando tre aree chiave: l’architettura del genoma, la produzione di metaboliti secondari e i meccanismi patogenetici.

Fino ad oggi sono stati analizzati e pubblicati i genomi di 14 specie; purtroppo però i dati non sono mai stati riuniti in un unico database e i diversi algoritmi utilizzati nell’analisi delle singole specie complicano significativamente l’analisi complessiva.

Le prime analisi si sono concentrate principalmente sull’individuazione di cicli sessuali nascosti, che sono stati scoperti persino in alcune specie che venivano considerate completamente asessuali, costituendo quella che viene chiamata fra gli esperti “rivoluzione sessuale fungina”.

Un’altra sfida importante è la ricerca di popolazioni geneticamente differenziate, che possano spiegare, ad esempio, lo sviluppo di resistenza multi-farmaco, che costituisce uno dei problemi principali nella cura delle infezioni fungine.

Il genoma dell’Aspergillus presenta una variabilità eccezionale per quanto riguarda i geni che codificano per piccole molecole organiche, i metaboliti secondari, che si sono rivelate nel tempo estremamente importanti per gli usi umani. La lovastatina, farmaco per ridurre il colesterolo, la penicillina, importanti micotossine come l’aflatossina sono tutte molecole i cui geni sono presenti nel genoma di Aspergillus, il che ha naturalmente attirato l’attenzione di molti ricercatori, che sperano di scoprire, all’interno dei cluster genetici che codificano per i metaboliti secondari, qualche altra molecola dal grande valore terapeutico.

Considerando che Aspergillus fumigatus è responsabile del più alto numero di morti per infezioni fungine ed è al secondo posto per quanto riguarda il numero di infezioni (alle spalle solo della Candida albicans), è facile capire perché la ricerca si sia spesso concentrata sui meccanismi di virulenza e di interazione con l’ospite. Straordinariamente, le ricerche rivelano che tutti i 45 allergeni conosciuti di A. fumigatus sono in realtà molto conservati all’interno dell’intero genere Aspergillus, suggerendo che probabilmente non è il contenuto genetico in sé a fare di A. fumigatus un pericolo, quanto piuttosto il pattern di espressione di questi geni.

Lavori recenti, inoltre, suggeriscono un ruolo importante anche per alcuni piccoli trascritti, spesso esclusi dalle analisi genomiche,  che sembrano intervenire in alcune fasi determinanti per i processi patogenetici.

Sono passati meno di dieci anni dalla pubblicazione del primo genoma di Aspergillus e gli studi su questi organismi ci hanno già rivelato moltissimo, ma diverse domande rimangono ancora senza risposta: perché in così tante specie il ciclo sessuale è criptico, ad esempio, oppure quale sia il tallone d’Achille delle specie patogene nelle varie fasi dell’infezione. Di sicuro il lavoro su questo eterogeneo genere di funghi non è che appena iniziato.

Silvia Demergazzi

Riferimenti:
John G. Gibbons and Antonis Rokas. The function and evolution of the Aspergillus genome. Trends in Microbiology 2013; 21(1):14-22

Immagine da Wikimedia Commons