Due studi recenti indagano i meccanismi che permettono al toporagno comune eurasiatico (Sorex araneus) di ridurre il cervello e altri organi durante l'inverno, il fenomeno di Dehnel, e di farli ricrescere in primavera. I lavori collegano modifiche nell'espressione genica e nell'organizzazione del genoma a questa plasticità stagionale.
Il team della Stony Brook University e collaboratori ha pubblicato un articolo su Genome Research e un altro su Molecular Biology and Evolution. Hanno prodotto un assemblaggio del genoma a livello cromosomico e analizzato i trascrittomi cerebrali stagionali per mettere in relazione la struttura genetica con i cambiamenti dell'attività genica.
Nel lavoro su Genome Research gli autori riportano spostamenti regolatori nella fosforilazione ossidativa, un aumento del metabolismo degli acidi grassi e una forte espressione invernale di geni della gluconeogenesi. Segnalano inoltre un incremento della via FOXO, che controlla la regolazione metabolica cellulare e l'omeostasi, e concludono che gluconeogenesi e sovraespressione di FOXO sono centrali nel restringimento di cervello e organi.
Lo studio su Molecular Biology and Evolution mette in luce come l'assetto cromosomico possa favorire questa plasticità: geni soggetti a selezione positiva ed espressione differenziale nell'ippocampo risultano sovrarappresentati in regioni cromosomiche aperte che subiscono più rotture. Gli autori suggeriscono che i riarrangiamenti cromosomici siano parte dell'evoluzione adattativa e della regolazione della plasticità delle dimensioni cerebrali.
- Liliana M. DE1valos è autrice senior a Stony Brook.
- William R. Thomas ha commentato il collegamento fra riarrangiamenti e geni.
- Collaboratori includono John Jay College, Max Planck Institute, Aalborg University e Universitat Autonoma de Barcelona.
Fonte: Stony Brook University.
Parole difficili
- plasticità — capacità di modificare struttura o funzione stagionalmente
- trascrittoma — insieme di RNA trascritti in un tessutotrascrittomi
- gluconeogenesi — processo che produce glucosio da sostanze non zuccherine
- riarrangiamento — cambiamento nella disposizione dei segmenti cromosomiciriarrangiamenti
- selezione positiva — processo evolutivo che favorisce varianti vantaggiose
- omeostasi — mantenimento dell'equilibrio interno dell'organismo nel tempo
- FOXO — famiglia di fattori che regolano metabolismo e sopravvivenza cellulare
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Domande di discussione
- Perché la gluconeogenesi potrebbe essere vantaggiosa per il toporagno durante l'inverno? Spiega con esempi tratti dall'articolo.
- Quali implicazioni ha l'idea che i riarrangiamenti cromosomici contribuiscano all'evoluzione adattativa?
- In che modo questi studi sulla plasticità stagionale possono cambiare la nostra comprensione del cervello animale?
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