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
Suggerimento: passa il mouse o tocca le parole evidenziate nell’articolo per vedere definizioni rapide mentre leggi o ascolti.
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?
Articoli correlati
Tubi metallici che non affondano
Ricercatori della University of Rochester hanno creato tubi di alluminio trattati che restano vuoti d'acqua grazie a una superficie superidrofobica. Il metodo, pubblicato su Advanced Functional Materials, può aiutare navi, boe e piattaforme galleggianti.
Studio mostra come cambia l'attività del cervello durante il giorno
Nuovi metodi sperimentali e computazionali usati su topi rivelano, a singola cellula, uno spostamento dell'attività dal centro del cervello verso la corteccia nel corso del ciclo quotidiano. I ricercatori sperano di trovare firme della fatica adattabili anche a dati umani.
