12 Agosto 2008

Mutazioni geniche o elementi cis-regolativi?

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Sino ad una decina di anni or sono solamente alcuni pionieri cercavano le cause dei processi evolutivi al di fuori delle sequenze codificanti. Tuttavia, nel corso degli ultimi anni sempre più evidenze sperimentali si sono, invece, accumulate a sostegno dell’ipotesi degli elementi cis regolativi ovvero a supporto dell’idea che l’evoluzione abbia agito non solo a livello genico, ma anche (e […]

Sino ad una decina di anni or sono solamente alcuni pionieri cercavano le cause dei processi evolutivi al di fuori delle sequenze codificanti. Tuttavia, nel corso degli ultimi anni sempre più evidenze sperimentali si sono, invece, accumulate a sostegno dell’ipotesi degli elementi cis regolativi ovvero a supporto dell’idea che l’evoluzione abbia agito non solo a livello genico, ma anche (e secondo alcuni autori primariamente) a livello di controllo dell’espressione genica. A monte di ogni gene sono, infatti, presenti regioni regolative costituite da siti di legame per fattori di trascrizione dalle cui modificazioni può derivare un alterato pattern di espressione genica.

Sull’ultimo numero della rivista Science è presente un saggio di Elizabeth Pennisi in cui vengono messe a confronto le opinioni di numerosi scienziati in merito all’importanza delle regioni cis-regolative nell’evoluzione. Infatti, se Sean Carroll (University of Wisconsin) vede nelle regioni cis regolative una parte importante dell’evoluzione delle forme animali, altri scienziati (tra cui Jerry Coyne dell’University of Chicago) ritengono che al momento il paradigma dominante sia ancora che l’evoluzione è basata sulle mutazioni a livello delle regioni codificanti e che l’evoluzione delle regioni cis regolative (pur essendo un ambito intrigante di ricerca) necessiti di ulteriori dati per essere compiutamente compresa. Secondo Coyne infatti “l’entusiasmo per i cambiamenti degli elementi cis-regolativi che pervade l’evo-devo è infondato e prematuro”.

Il saggio di Elizabeth Pennisi passa quindi in rassegna le opinioni di numerosi evoluzionisti (tra cui Hopi Hoekstra, Gregory Wray, David Kingsley e Gunter Wagner) relative a dove cercare il meccanismo più importante dell’evoluzione ovvero se a livello dei geni o delle sequenze che ne controllano l’espressione.

Pur avendo letto con piacere l’articolo, mi chiedo se abbia realmente senso portare avanti questa diatriba in cui tra l’altro si confrontano due meccanismi che non sono alternativi nell’evoluzione, poiché entrambi coinvolti nell’evoluzione dei viventi. Come sostenuto infatti da David Stern (Princeton University): “E’ difficile dire quale dei due meccanismi sia più importante!”. Tra l’altro i dati sull’evoluzione delle sequenze cis regolative sono indubbiamente più scarsi in quantità rispetto a quelli sulle mutazioni geniche non solo per il fatto che solamente da pochi anni abbiamo gli strumenti per studiare adeguatamente questi fenomeni, ma anche perchè le mutazioni che hanno effetto sull’espressione genica possono essere sia vicine che lontane dal gene oggetto di studio e quindi difficilmente identificabili.

La diatriba innescata da Coyne e Hopi Hoekstra e riportata in questo saggio di Elizabeth Pennisi è a mio avviso di scarsa utilità anche in funzione del fatto che altri meccanismi tra cui lo splicing alternativo ed i meccanismi di RNA interferenza hanno sicuramente giocato un ruolo importante nell’evoluzione e non avrebbe un grande interesse stilare una graduatoria dei diversi meccanismi per capire qual è il primo o l’ultimo della classifica. Uno degli aspetti che ho invece molto apprezzato è dato dai numerosi esempi a cui Elizabeth Pennisi fa riferimento (tra cui il gene yellow e tan in Drosophila ed il gene Prx1 nei pipitrelli) perchè danno la possibilità ai lettori di recuperare i dati originali e farsi direttamente una propria idea.

Mauro Mandrioli

 

Fonte immagine: EvoMorpho